专利名称：一种从混合类型铜矿中提取铜的方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域中从铜矿中提取铜的方法，特别是一种从低品位混合类型铜矿中提取铜的方法。
硫化铜矿的细菌浸出技术是近十几年发展起来的一种生物冶金技术，该技术采用特定的易培养的微生物对硫化铜矿物进行氧化溶解提取金属铜。1958年美国首先在肯尼柯特(Ken necct)铜矿成功实现细菌浸铜工业化，并获得生物冶金史上第一项专利，此后，经过多年的研究与实践，人们基本掌握微生物浸矿的技术。该技术一方面利用细菌的活性细胞内特有的铁氧化酶和硫氧化酶来氧化催化矿石中的二价铁成为三价铁，三价铁是强氧化剂，可氧化溶解许多硫化铜矿物，另一方面细菌附着在矿物表面上，侵蚀破坏矿物晶格，使矿物氧化和溶解，从而综合导致硫化铜矿物被氧化溶解为硫酸铜和硫酸。
氧化铜矿物分成自由氧化铜矿物和结合氧化铜矿物，混合类型铜矿床中的氧化铜矿物，主要是自由氧化铜矿物，自由氧化铜矿物都能被稀硫酸浸出。
采用萃取—电积工艺技术提取硫酸介质中的铜，是目前世界上已普遍采用的提取方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的首先将开采出的硫化铜矿和氧化铜矿分别破碎成合格碎矿；其次，把硫化铜的合格碎矿直接用细菌堆浸，而把氧化铜的合格碎矿先进行洗涤筛分，再用浸矿试剂分别对矿泥进行搅拌浸出，对矿砂进行堆浸；再次，将所有的浸出液进行萃取，使萃取余液一路返回细菌堆浸调节补充酸平衡，另一路作为全部的浸矿试剂输至矿泥的搅拌浸出和矿砂的堆浸；最后，用常规的工艺，对萃取后的负载有机相依次进行反萃、电积，可获得阴极铜。
由于本发明摒弃了混合类型铜矿冶炼成本高的磨矿分级工艺和硫化铜矿投资大、污染严重的焙烧制酸干法冶炼工艺，巧妙地利用了细菌堆浸技术及其萃取余液循环利用，尾矿、尾渣粒度粗易堆存，不产生烟气烟尘，提取铜的综合成本可减少1/3，规模生产投资减少近3/4，硫化铜矿浸出率达80％、氧化铜矿达93％，轻而易举地以高效率、低成本、少投入，无污染地获得了高纯度阴极铜，给具有这种混合类型铜矿资源地区的冶金工业带来了新的发展。
发明的具体方法由以下附图及其说明给出。
图1是已知的从混合类型铜矿中提取铜的主要工艺流程图。
图2是根据本发明提出的一种从混合型铜矿中提取铜的方法工艺流程图。
下面结合
如下从图1中可见，已知工艺流程主要是，硫化铜矿〔1〕→破碎〔2〕→磨矿分级〔3〕→浮选〔4〕→脱水〔5〕→焙烧〔6〕，制得焙砂〔9〕和用烟气制酸〔8〕的附产品硫酸〔10〕；氧化铜矿〔18〕→破碎〔17〕→磨矿分级〔16〕→搅拌浸出〔15〕→萃取〔14〕→反萃〔13〕→电积〔12〕→主产品阴极铜〔11〕；若要将其简单组合，则用火法冶金把焙烧〔6〕后的焙砂〔9〕输送至氧化铜矿〔18〕破碎〔17〕后的磨矿分级〔16〕流程去，把制酸〔8〕副产品硫酸〔10〕开路至氧化铜矿〔18〕的搅拌浸出〔15〕流程去利用，此后进行余下的工艺流程至获得主要产品阴极铜〔11〕。
图2所示本发明的工艺流程主要是，硫化铜矿〔1〕→破碎〔2〕→细菌堆浸〔4〕→萃取〔7〕；氧化铜矿〔22〕→破碎〔21〕→洗涤筛分〔19〕出矿泥〔17〕和矿砂〔18〕→分别搅拌浸出〔15〕和堆浸〔16〕→萃取〔7〕；把细菌堆浸〔4〕→萃取〔7〕产生的萃取余液〔6〕一部分返回细菌堆浸〔4〕，另一部分输至矿泥〔17〕的搅拌浸出〔15〕和矿砂〔18〕的堆浸〔16〕，将全部浸出液〔5〕进入余下的湿法冶金常规流程萃取〔7〕、反萃〔9〕、电积〔11〕，至获得阴极铜〔12〕。
本发明详细的工艺流程是，将开采出的硫化铜矿〔1〕破碎〔2〕后的合格碎矿〔3〕直接用细菌堆浸〔4〕，浸出液〔5〕经萃取〔7〕，负载有机相〔8〕经反萃〔9〕，反萃后液〔10〕经电积〔11〕获得阴极铜〔12〕，其中电积产生的电积贫液〔13〕返回反萃〔9〕、反萃〔9〕出的再生有机相〔14〕返回萃取〔7〕，萃取〔7〕产生的萃取余液〔6〕一部分返回硫化铜合格碎矿〔3〕的细菌堆浸〔4〕，补充维持酸的平衡。将开采出的氧化铜矿〔22〕破碎〔21〕后合格碎矿〔20〕先进行洗涤筛分〔19〕，再将矿泥〔17〕搅拌浸出〔15〕，矿砂〔18〕堆浸〔16〕，所需的浸矿试剂由萃取余液〔6〕的另一部分供给，浸出液〔5〕同样进行萃取〔7〕、反萃〔9〕、电积〔11〕至获得阴极铜〔12〕。
具体实施方式
将从混合类型铜矿床开采出的硫化铜矿〔1〕和氧化铜矿〔22〕分别破碎〔2〕〔21〕，其合格碎矿〔3〕〔20〕的粒度以+1至-30mm为佳，粒度过大，浸出时间长，矿石解离度小，粒度过小，浸矿试剂或细菌分布不均匀，渗透性差。将硫化铜的合格碎矿〔3〕直接用细菌堆浸〔4〕，细菌优选T·f菌，即氧化亚铁硫杆菌及菌属。浸出液〔5〕萃取〔7〕后的萃取余液〔6〕全部返回，一部分返回细菌堆浸〔4〕前应用清水调节至工艺条件PH值为2时再行喷淋，有利于细菌自然繁殖、浸出和环境保护，浸出时间以200至300天为佳，保证充分的浸出时间且避免过多杂质的浸出，次生铜矿浸出时间可稍短，原生铜矿浸出时间可稍长。氧化铜矿〔22〕破碎至-20mm时，通常泥化比较严重，应进行洗涤筛分〔19〕，萃取余液〔6〕的另一部分开路至氧化铜〔22〕合格碎矿〔20〕洗涤筛分〔19〕后的矿泥〔17〕搅拌浸出〔15〕和矿砂〔18〕堆浸〔16〕，作为全部的浸矿试剂。脱水后的矿泥〔17〕用萃取余液〔6〕调浆，矿浆浓度为20～40％为宜，常温下强化搅拌浸出〔15〕，浸出时间为2至4小时。矿砂〔18〕筑堆，堆高5至8m为宜，用萃取余液〔6〕喷淋，布液强度10～20L/m2·h，浸出时间为90至120天。全部浸出液〔5〕经常规的萃取〔7〕，负载有机相〔8〕的反萃〔9〕，反萃后液〔10〕的电积〔11〕，可获得高纯度阴极铜，此过程除电积贫液〔13〕返回反萃〔9〕，反萃〔9〕的再生有机相〔14〕返回萃取〔8〕外，萃取余液〔6〕的循环利用显得更为重要。
用以下非限定性实施例对本发明的方法的工艺条件作一步的说明，以有助于理解本发明及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，实施例所述的百分比均是重量百分比。
实施例1所用浸出的硫化铜矿物组成(％〕Cu 0.66、Fe 3.88、S 3.83，氧化铜矿物组成(％)Cu 9.29、Fe 17.68、S 0.85。
硫化铜矿提铜作业为矿石破碎至-20mm采用细菌堆浸——萃取—电积工艺，试验250天后，铜、铁浸出率及萃取余液中生成的硫酸结果如下
此时，萃取余液PH明显低于细菌浸出工艺所需喷淋液PH值2，因此萃取余液一部分每日加清水调整PH至2.0左右，补充硫化矿细菌堆浸。
氧化铜矿矿砂堆浸条件为矿砂粒度-20mm矿量52公斤，柱高0.8米，浸出100天，采用萃取余液浸出，布液强度15L/m2·h，浸出结果如下
氧化铜矿泥搅拌浸出条件为矿石粒度-1mm，取矿样500克，常温下强化搅拌浸出，用萃取余液调浆浸出，矿浆浓度25％，浸出时间3小时，铜浸出率89％。
硫化铜矿提铜作业为矿石破碎至-30mm，采用细菌堆浸—萃取—电积工艺，试验200天后，铜、铁浸出率及萃取余液中生成的硫酸结果如下
此时，萃取余液PH明显低于细菌浸出工艺所需喷淋液PH值2，影响细菌活性，因此萃取余液一部分每日加清水调整PH至2.0左右，补充硫化矿细菌堆浸。
氧化铜矿矿砂堆浸条件为矿砂粒度+1mm至-20mm，矿量52公斤，柱高0.8米，浸出95天，采用萃取余液浸出，布液强度18L/m2·h，浸出结果如下
氧化铜矿泥搅拌浸出条件为矿泥粒度-1mm，取矿样500克，常温下强化搅拌浸出，用萃取余液调浆浸出，矿浆浓度30％，浸出2小时，铜浸出率86％。
硫化铜矿提铜作业为矿石破碎至-30mm采用细菌堆浸——萃取—电积工艺，试验250天后铜、铁浸出率及萃取余液中生成的硫酸结果如下
此时，萃取余液PH明显低于细菌浸出工艺所需喷淋液PH值2，影响细菌活性，因此萃取余液一部分每日加清水调整PH至2.0左右，作为硫化矿矿剂用。
氧化铜矿矿砂堆浸条件为矿砂粒度+1mm至-20mm，矿量52公斤，柱高0.8米，浸出105天，采用萃取余液浸出，布液强度18L/m2·h，浸出结果如下
氧化铜矿泥堆浸条件为矿泥粒度-1mm，取矿样500克，常温下强化搅拌浸出，用萃取余液调浆浸出，矿浆浓度40％，浸出3小时，铜浸出率91.45％。
硫化铜矿提铜作业为矿石破碎至-30mm采用细菌堆浸——萃取—电积工艺，试验300天后铜、铁浸出率及萃取余液中生成的硫酸结果如下
此时，萃取余液PH明显低于细菌浸出工艺所需喷淋液PH值2，影响细菌活性，因此萃取余液一部分每日加清水调整PH至2.0左右，作为硫化矿浸矿剂用。
氧化铜矿矿砂堆浸条件为矿砂粒度+1mm至-20mm，矿量52公斤，柱高0.8米，浸出115天，采用萃取余液浸出，布液强度18L/m2·h，浸出结果如下
氧化铜矿泥搅拌浸出条件为矿泥粒度-1mm，取矿样500克，常温下强化搅拌浸出，用萃取余液调浆浸出，矿浆浓度30％，浸出4小时，铜浸出率98.21％。
权利要求
1.一种从混合类型铜矿中提取铜的方法，以硫化铜矿〔1〕和氧化铜矿〔22〕为原料，其特征在于该提取铜的方法由以下四个步骤组成第一步将硫化铜矿〔1〕和氧化铜矿〔22〕分别破碎〔2〕成合格碎矿〔3〕〔20〕；第二步将硫化铜合格碎矿〔3〕直接用细菌堆浸〔4〕，而将氧化铜合格碎矿〔20〕先进行洗涤筛分〔19〕，再用浸矿试剂分别对矿泥〔17〕进行搅拌浸出〔15〕，对矿砂〔18〕进行堆浸〔16〕；第三步对浸出液〔5〕进行萃取〔7〕，萃取余液〔6〕一路返回细菌堆浸〔4〕，补充酸平衡，另一路输至氧化铜矿的搅拌浸出〔15〕和堆浸〔16〕，作为全部的浸矿试剂；第四步对萃取〔7〕后的负载有机相〔8〕依次进行反萃〔9〕、电积〔11〕，可获得阴极铜〔12〕
2.根据权利要求1所述一种从混合类型铜矿中提取铜的方法，以硫化铜矿〔1〕和氧化铜矿〔22〕为原料，其特征是该提取铜的方法具体步骤是第一步将硫化铜〔1〕和氧化铜矿〔22〕分别破碎〔2〕〔21〕成粒度为+1至-30mm的合格碎矿〔3〕〔20〕；第二步将硫化铜合格碎矿〔3〕直接用T·f菌进行细菌堆浸〔4〕，而将氧化铜合格碎矿〔20〕先进行洗涤筛分〔19〕，再利用细菌堆浸〔4〕、萃取〔7〕后的萃取余液〔8〕分别对脱水后的矿泥〔17〕进行强化搅拌浸出〔15〕，对矿砂〔18〕进行堆浸〔16〕；第三步对所有的浸出液〔5〕进行萃取〔7〕，萃取余液〔6〕的一部分用清水调节PH值至2返回硫化铜合格碎矿〔3〕的细菌堆浸〔4〕，以补充酸平衡，另一部分开路至氧化铜合格碎矿〔20〕的矿泥〔17〕搅拌浸出〔15〕和堆浸〔16〕，作为其全部的浸矿试剂，萃取余液〔6〕循环利用；第四步对萃取〔7〕后的负载有机相〔8〕依次进行反萃〔9〕、反萃后液〔10〕进行电积〔11〕，可获得阴极铜〔12〕。
3.根据权利要求1或2所述的一种从混合类型铜矿中提取铜的方法，其特征是氧化铜矿〔22〕的矿砂〔18〕堆浸〔16〕，堆高为5至8m，萃取余液的布液强度为10至20L/m2·h，浸出时间为90～120天
4.根据权利要求1或2所述的一种从混合类型铜矿中提取铜的方法，其特征是氧化铜矿〔22〕的矿泥〔17〕用萃取余液〔6〕调浆，矿浆浓度为20～40％，常温下强化搅拌浸出〔15〕，浸出时间为2～4小时。
5.根据权利要求1或2所述的一种从混合类型铜矿中提取铜的方法，其特征是硫化铜矿〔1〕的合格碎矿〔3〕细菌堆浸〔4〕时间为200～300天。
全文摘要
一种从混合类型铜矿床中提取金属铜的方法，它是以硫化铜矿和氧化铜矿为原料，分别将其破碎成合格碎矿，将氧化铜合格矿直接用细菌堆浸，而将氧化铜合格矿先进行洗涤筛分，再分别对矿泥、矿砂进行搅拌浸出和堆浸，对浸出液进行萃取，萃取余液一部分返回细菌堆浸，补充酸平衡，另一部分输至搅拌浸出和堆浸，作为全部的浸矿试剂，此后对萃取后的负载有机相依次进行常规的反萃、电积，可获得高纯度阴极铜。本全湿法联合工艺不需磨矿分级，焙烧和烟气制酸，尾矿、尾渣粒度粗易堆存，硫化铜矿浸出率达80％，氧化铜矿达93％，具有高回收率、低成本、少投入、无污染等优点，可为具有这种混合类型铜矿资源地区的冶金工业带来新的发展。
文档编号C22B3/00GK1424413SQ0215160
公开日2003年6月18日 申请日期2002年12月18日 优先权日2002年12月18日
发明者陈景河, 曾宪辉, 巫銮东, 邹来昌 申请人:福建紫金矿业股份有限公司