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基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝

1874   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:福州大學  
2022-02-24 14:55:51

權(quán)利要求


1.基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝,其特征在于:包括以下步驟:(1)原礦高壓輥磨機粉碎;(2)高壓輥磨機粉碎產(chǎn)物制團;(3)礦石團聚體常溫下基于地質(zhì)聚合反應固化;(4)筑堆、生物酸性浸出;(5)浸出液萃取-電積得到陰極銅產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于:具體步驟如下:

步驟一:低品位銅礦石經(jīng)高壓輥磨機破碎后得到粗細?;旌系V石;

步驟二:混合礦石與偏高嶺土混合均勻后制團,制團過程中噴灑硅酸鈉溶液;

步驟三:濕團聚體在空氣氛中25±5°C自然干燥固化;

步驟四:筑堆,堆高2~5米,用pH=1.0的硫酸溶液噴淋礦堆,噴淋強度為20~30L/(m2·h),至pH值穩(wěn)定在1.5~1.8,加入氧化鐵硫桿菌溶液,接種量為10~20wt.%,繼續(xù)噴淋并收集浸出液;

步驟五:浸出液經(jīng)萃取-電積,得到陰極銅產(chǎn)品。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝,其特征在于:步驟一的混合礦石中粒徑小于0.074mm的顆粒大于10%。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝,其特征在于:步驟二中,偏高嶺土添加量為混合礦石的2~3wt.%,硅酸鈉使用量為混合礦石的4~5wt.%,制團時轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分,制團時間為3min,制得的團聚體粒徑為5~25mm,強度為300~700kPa,在pH=1的硫酸溶液中浸泡一天粒徑小于1.6mm的細顆粒脫落量少于5%。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝,其特征在于:步驟三中,固化時間為2-7天。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝,其特征在于:步驟四中,氧化鐵硫桿菌溶液的濃度為108~109個/mL,浸出液中銅離子濃度大于2g/L。


說明書


技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝。

背景技術(shù)

低品位銅礦包括難選低品位氧化銅礦、氧化一硫化混合礦、低品位硫化銅礦及含銅廢石等銅資源,用傳統(tǒng)選冶工藝無法經(jīng)濟處理回收。低品位礦石的堆浸是一種工藝簡單、成本低廉、經(jīng)濟效益較為顯著的有價金屬提取技術(shù),目前已廣泛應用于銅礦石、金礦石和鈾礦石的提取中。但在堆浸過程中,一些金屬礦物分布在礦石內(nèi)部,而浸出液極難滲透到礦石的內(nèi)部,導致堆浸過程中金屬的浸出率不高,影響了礦產(chǎn)資源的高效利用。

因此,要提高低品位銅礦石的堆浸效果,堆浸前使用高壓輥磨機破碎礦石是一種簡單易行的方法。礦石在高壓輥層壓粉碎過程中受到周邊礦石對其產(chǎn)生的擠壓力作用導致礦石內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋。微裂紋的產(chǎn)生為浸出液在礦石內(nèi)部的滲透創(chuàng)造了條件,從而可以使礦石內(nèi)部的金屬得以浸出而回收;但高壓輥磨技術(shù)會在礦石粉碎過程中產(chǎn)生一部分細粒級物料,這部分細粒級物料的存在又影響了堆浸時浸出液的滲透性。

對于細粒級含量高的粗細?;旌系V石,制團技術(shù)是改善礦堆滲透性能的最有效方式之一。制團設備通常選用轉(zhuǎn)鼓,粗細粒礦石在轉(zhuǎn)鼓中與粘結(jié)劑和水混合,形成具有一定粒度和機械強度的團聚體,然后進行堆浸,可避免堆浸過程中的粒度偏析現(xiàn)象,提高滲透性。銅礦石的浸出通常是在酸性環(huán)境下進行的,礦石團聚體在酸性條件下保持穩(wěn)定是制團成功的關(guān)鍵,地質(zhì)聚合反應固化礦石團聚體可使礦石團聚體具有好的耐酸性,使得制團技術(shù)能夠在酸性條件下應用。

發(fā)明內(nèi)容

針對低品位銅礦石浸出率低,浸出周期長的問題,本發(fā)明提供一種基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝,可以有效提高低品位銅礦石的浸出率,縮短浸出周期,從而實現(xiàn)低品位銅礦石中銅的高效提取。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:

一種基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝,其具體步驟如下:

步驟一,以低品位銅礦石經(jīng)高壓輥磨機破碎后得到的粗細?;旌系V石為制團原料。

步驟二,將原料與少量偏高嶺土混合均勻后運輸?shù)睫D(zhuǎn)鼓中進行制團,制團過程中噴灑一定量的硅酸鈉溶液,轉(zhuǎn)鼓在一定的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動一定時間后,得到粒度大、強度適宜、耐酸性良好且有一定孔隙的礦石團聚體。

步驟三,得到的濕團聚體在空氣溫度25±5°C的環(huán)境下進行自然干燥固化,以保證團聚體有足夠的強度和耐酸性。

步驟四,將干燥后的團聚體用皮帶運輸機或汽車運輸至堆場,堆高2~5米,用pH為1的硫酸溶液噴淋礦堆,噴淋強度為20~30L/(m2·h),每天測浸出液pH值,直至pH值穩(wěn)定在1.5~1.8,然后接入氧化鐵硫的細菌,接種量為10%~20%,繼續(xù)噴淋并收集浸出液。

步驟五,浸出液進行萃取-電積,得到陰極銅產(chǎn)品。

進一步的,所述步驟一中,所述粗細?;旌系V石中-0.074mm含量大于10%。

進一步的,所述步驟二中,所述少量偏高嶺土大致為原料的2wt.%-3wt.%,所述一定量的硅酸鈉溶液為原料質(zhì)量分數(shù)的4%~5%,所述一定的轉(zhuǎn)速一般為60轉(zhuǎn)/分,所述一定時間一般為3min。所述粒度大一般為5~25mm,所述強度適宜一般為300~700kPa。所述耐酸性良好一般指團聚體在pH為1的硫酸中浸泡一天-1.6mm的細顆粒脫落量少于5%,

進一步的,所述步驟三中,所述固化一定時間為2-7天。

進一步的,所述步驟四中,所述氧化鐵硫的細菌的濃度為108~109個/mL。

進一步的,所述步驟五中,所述浸出液進行萃取-電積操作時,浸出液中銅離子濃度一般大于2g/L。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:

(1)本發(fā)明使用高壓輥破碎后的低品位銅礦石為原料,礦石充分解離且有豐富的微裂紋,可以提高浸出率和縮短浸出周期。

(2)本發(fā)明所使用的堿激發(fā)劑偏高嶺土廉價易得且用量小?;诘刭|(zhì)聚合反應制成的團聚體對微生物的氧化活性沒有影響,所得團聚體粒度分布均勻,有良好的耐酸性,在pH為1~2的硫酸中礦粉幾乎不脫落,可使堆浸時堆體保持良好的滲透性。

(3)與浮選法和火法冶煉法處理低品位銅礦石相比,該工藝操作簡單,流程短,成本低,金屬回收率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

圖2是實施例1低品位次生銅礦石X射線衍射圖譜。

圖3是實施例1低品位次生銅礦石高壓輥破碎后粒度組成。

圖4是實施例1制得的礦石團聚體圖。

圖5是實施例2低品位氧化銅礦石高壓輥破碎后粒度組成。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解,下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進一步的說明,但是本發(fā)明不僅限于此。

實施例1

采用的低品位次生銅礦石來自福建某地,礦樣的X射線衍射(XRD)和X射線熒光分析(XRF)分析結(jié)果如圖2和表1所示。從結(jié)果可以看出,礦石為低品位銅礦石,主要礦物為石英、明礬石、地開石、黃鐵礦。礦石經(jīng)高壓輥磨機破碎后的粒度分布如圖3所示,礦樣中-0.074mm的含量為10.14%,-1.6mm的含量為51.37%,如直接入堆,嚴重影響滲透性。

表1 低品位次生銅礦石的XRF分析結(jié)果

具體操作步驟如下:

1,首先將高壓輥磨機破碎后的礦樣與偏高嶺土混合均勻,其中偏高嶺土添加量為礦量的3%;然后在轉(zhuǎn)鼓中制團,轉(zhuǎn)速為60r/min,制團過程中噴灑9wt.%的硅酸鈉溶液,制團時間為3min,得到的團聚體粒徑95%以上在5~25mm之間。

2,將得到的濕團聚體在空氣中自然干燥,時間為3天,所得干團聚體如圖4所示,從圖中可知,團聚體的粒度大多集中在5~25mm。選取干的類球型團聚體進行抗壓強度測試,強度為500~800kPa。

3,將得到的團聚體用皮帶運輸機運至堆場進行筑堆,堆高4米,用pH為1的硫酸溶液噴淋礦堆,噴淋強度為20L/(m2·h),每天測浸出液pH值,直至pH值穩(wěn)定在1.5,然后接入氧化鐵硫的細菌,接種量為10%,繼續(xù)噴淋并收集浸出液。

4,浸出液中銅離子濃度達到2g/L時,浸出液進行萃取-電積,最終得到陰極銅。

實驗結(jié)果如下:礦石不經(jīng)高壓輥磨機破碎直接堆浸,酸性菌液噴淋125天后,浸出率達到80%。礦石未制團直接堆浸,酸性菌液噴淋15天后產(chǎn)生積液,堆浸無法進行。制團堆浸實驗結(jié)果表明,酸性菌液噴淋65天后,浸出率達到80%,堆浸效率顯著提高。

實施例2

采用的低品位氧化銅礦石來自新疆某地,化學多元素分析和物相分析如表2和表3所示,對該礦石進行高壓輥磨機破碎,粒度組成如圖5所示,礦樣中-0.074mm的含量為19.13%,-1.6mm的含量為69.34%,如直接入堆,浸出液無法滲透。

表2 低品位氧化銅礦主要元素分析結(jié)果

表3 低品位氧化銅礦物相分析結(jié)果

具體操作步驟如下:

1,首先將高壓輥磨機破碎后的礦樣與偏高嶺土混合均勻,其中偏高嶺土添加量為礦量的2%;然后再轉(zhuǎn)鼓中制團,轉(zhuǎn)速為75r/min,制團過程中噴灑25wt.%的硅酸鈉溶液,制團時間為3min,得到的團聚體粒徑98%以上在5~25mm之間。

2,將得到的濕團聚體在空氣中自然干燥,時間為3天,得干團聚體,選取干的類球型團聚體進行抗壓強度測試,強度為300~650kPa。

3,將得到的團聚體用皮帶運輸機運至堆場進行筑堆,堆高2米,用pH為1的硫酸溶液噴淋礦堆,噴淋強度為20L/(m2·h),每天測浸出液pH值,直至pH值穩(wěn)定在1.5,然后接入氧化鐵硫的細菌,接種量為15%,繼續(xù)噴淋并收集浸出液。

4,浸出液中銅離子濃度達到2g/L時,浸出液進行萃取-電積,最終得到陰極銅。

實驗結(jié)果如下:低品位氧化銅礦未經(jīng)高壓輥磨機破碎直接堆浸,酸性菌液噴淋18天后產(chǎn)生積液,浸出液難以滲透,堆浸無法進行。礦石經(jīng)高壓輥磨機破碎未制團直接堆浸,酸性菌液噴淋9天后產(chǎn)生積液,浸出液難以滲透,堆浸無法進行。制團堆浸實驗表明,酸性菌液噴淋45天后,浸出率達到80%。

從上述實例可知,本發(fā)明提供的基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝,通過高壓輥磨機破碎礦石產(chǎn)生更多的微裂紋,并利用地質(zhì)聚合反應在轉(zhuǎn)鼓中制團,產(chǎn)生強度適宜,耐酸性好的礦石團聚體。解決了低品位銅礦石堆浸時浸出液難以滲透進礦石內(nèi)部而使浸出效率低的問題,及含粉礦較高的礦石堆浸時滲透性差的問題。結(jié)合生物堆浸工藝,具有流程簡單、成本低、環(huán)境友好、資源利用率高的特點。該工藝對于低品位銅礦石的開發(fā)利用具有較好的應用前景。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。


聲明:
“基于高壓輥磨機粉碎的低品位銅礦石制團-生物堆浸工藝” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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