低品位镍铜矿和铀矿的浸出与分离富集研究.docx

低品位银铜矿和铀矿的浸出与分别富集探讨一、低品位IMi!矿的浸出(一)瓶浸低品位氧化镶丁采纳的还原焙烧一氨浸工艺乂称Caron法，由Caron教授独创，50年头古巴尼加罗(Nicaro)格炼厂和70年头澳洲QNI公司的Yabu1.a银厂相继建成此法生产线，全流程锲的回收率达到75%-80%,钻回收率约10V50还原焙烧的目的是使硅酸镶和氧化保最大限度地被还原成金属，可采纳回转窑、多膛炉或流态化炉，还原支一般限制在60%-70%,平均停留时间约05h,同时限制还原条件，使大部分Fe”还原成FeQ,只有少部分Fe”被由原成金属，结合的氧化银(如NiO-SiO；,NiO1沁：。)还原为活泼的、游离的金凤镣。所谓氨浸，是用氨性溶液在常压下采纳多级逆流浸出方法将还原焙烧产出的焙砂中的锲、钻以Ni(NHjE、CO(NHJj的形式转入溶液中，而铁、版等存在于渣中，从而达到银、年与铁等的初步分别。氨浸法最大缺点是锌的回收率不高，小于60¾0低品位氧化铜旷也可实行妩浸方法，如云南东川汤丹氧化铜寸处理的高碱性脉石氧化铜旷，含铜O.8%-1.5%,片岩里矿，风化较好，碳酸盐含量较高，矿物中碱性脉石(CaO+MgO)含量达10%以上。若采纳酸浸工艺，不仅耗酸的大,经济上不合理：同时由于酸浸时生成大员的硫酸钙易使矿堆板结，不利于溶液的渗透。该厂是中国首家采纳底浓度第浸堆浸方法的钢厂，总体工艺由北京矿冶探讨总院设计，设计实力为年产阴极铜300-500t矿石为露天开采，经软式裂开机二破裂开，碎后粒度约50mm,分区筑堆，每整堆高6«U犷堆铺设滴灌网滴灌浸出,同时抑制氨隹慌发。浸出液含铜1.-1.5g1.,苹取提铜后经汽浮池浮油处理返回浸堆。萃取系统为两级萃取、一级洗涤、一级反举1乍业。主要试剂液氨的消耗约为1.5tN1.1.tCu0(二)酸浸高压酸浸工艺处理氧化砂始于20世纪50年头末，工艺技术核心包括1压釜技术和溶液处理技术。与还原焙烧板浸工艺相比，高压酸浸工艺具有能耗低、锲回收率高、钵浸出率高(可以达到9弊以上)等优点。低品位氧化锂矿'为高压酸浸法通常用硫酸选择性浸出银和钻，包括砂浆制备、浸出和银钻回收3道工序。矿石经过洗涤与筛分，米制成固含量25%的矿浆，进浓密机浓密。底流中固体占45$75%,用泵送至浸出段。在250-27(C4-5MP的高温哥JK条件下，用稀硫酸将银、钻等与铁、铝矿物起溶解，并限制肯定的PH值等条件，使浸出的少量铁、铝和硅等他质元素水解进入渣中，锲、钵选择性进入溶液“浸出液用硫化笈还原中和、沉淀，得到高脑量的锲体硫化物，W通过传统的精炼工艺配套产出最终产品。澳大利亚西部考斯(Cawse)、布隆(BU1.or1.g)和莫林莫林(MurrinMurrin)三个银厂均采纳高压酸浸法处理低品位氧化馍矿，首期工程年生产实力2.7-3万t,总投资额为21.6亿澳元。高压慢浸法最大的优点是钻的浸出率高，可达90%以上，大大高于其他流程。但高压酸浸法只适合处理含铁低的氧化矿.可为镁含量高会加大酸耗量并影响后续工艺流程.此外，由高压酸浸过程中浸出液始终处F过饱和状态，溶液中不断有固体沉淀产生，大部分沉淀形成浸渣，少部分在高压釜内部形成结垢，影响海压酸浸工艺的运行。高压酸温需采纳高压条件，对设备、规模、投资、操作限制等有很高要求，也影响了其推广应用。因此，若能实现在常压条件下操作,则会给氧化厅的处理技术带来革命性转变。常压酸浸法处理氧化慑矿的一般工艺为：对矿石先进行磨矿和分级处理，将磨细后的矿浆加入1质稀破酸溶液,受出温度约9(C,常压下搅拌，将矿石中的银浸出进入溶液，镶浸出率可达80船钻的浸出率可达到60%以上。浸出液再用碳酸钙进行中和处理，过灌进行液固分别，得到的浸出液用Cao或NaS做沉淀剂进行沉锲.欧洲锲公司(EuropeanNiCkeI)H前正在土耳其进行大规模堆浸试验处理氧化傣砂，有望建成世界上第一座采纳堆浸技术提取说和信的工厂。常压酸浸法的缺点是矿堆荷单板结，溶液渗透性差，影响浸出效果：Fe*和广等被大量浸出，浸出查量大，酸耗较高：此外，除铁是全部常用酸浸工艺必需面对的难题。常压酸浸法用于低品位氧化铜矿的胜利案例是中条山铜矿峪铜矿，该矿是中国苜次采纳地卜溶浸技术处理难选底品位乳化铜丁，由北京厅冷探讨总院和长沙矿山探讨院设计，设计实力为500tCua,1999年5月投产。地下溶发皮术是一种采、选、冶相结合的Ir物处理技术，不须要把矿石开采出来，不破坏植被和生态，对环境没有污染，对那些品位低、埋藏深、不宜开采或工程地质条件困难，用常规技术无法开采或不经济的旷体有成要意义。中条山铜丁峪铜矿在93OnI标高的采空区遗留有约400多万吨低品位氧化铜矿，矿石平均品位0.6乐氧化率50%以上。采纳坦F溶浸技术，通过在地表喷淋，在旧犷坑道把溶液收集起来用泵送至地表作萃取处理.浸出液含铜1.3g1.,采纳两级萃取、一级反萃作业。又如美国亚利桑那州的SUnMUnUeI铜矿，是一大型斑岩铜旷，从50年头起先采矿，上期氧化矿采纳堆浸，卜部采空区进行地卜.溶浸，年生.产实力7.3X10%Cu.(三)生物浸出生物浸出技术工业化始20世纪60年头的铜砂、铀矿，到/20世纪80年头生物浸出技术发展更加快速，并在铜、铀、金等冶金方面大规模工业应用，生物浸出的探讨与应用领域已由铜、铀、金等的提取向傣、拈、锌、笆、璘、煤脱硫等领域拓展，到1999年铁钻矿的生物提取也相维实现了工业应用，标记者银钻矿的牛.物浸出已从试验至去向工业化应用。从80年头起，国内些从事基础探讨的单位如北京有色金属探讨总院、中国科学院过程工程探讨听、中南高校等起先系统探讨各类金屈砂的细菌浸出机制的探讨，以选育对PH和温度耐受性好,抗毒性强、浸旷效率高的细菌。针对金川一矿区(龙首矿)和二矿区的低品位锲铜矿(包括贫犷、表外矿、混合矿及现行选f工艺产出的尾矿等),方兆珀等利用中科院微生物所供应的氧化亚铁硫杆菌(T.f.)和氧化硫硫杆菌(T.t.)进行浸出试验，浸出时间为IOdx温度35C的优化条件下，镶浸出率可达到80乐铜达45也钻达78%。细阂浸出氧化矿是利用微生物自身的氧化或还原特性，使矿物的某些组分氧化还原，从而与原矿物分别。可用干氧化镶犷浸出的细菌较少.目前探讨较多的细菌为黑曲霉。总体来说，生物浸出对尾矿、贫矿的资源化治理是特别有效的手段，但生物浸出难以克服的缺陷是金属浸出率端低、浸出周期长，细菌对环境的适应性差，浸出温度仃明显限制，在燥热干旱地区，水的蒸发也是浸出需面临的句题。二、没出液中像铜的分别、害集与回收()化学沉淀法可用硫化钠使浸出液中的Ni、CU以破化物的形式沉淀，Ni、CU硫化物再进行加压氧化浸出或火法冶炼，但沉定过程中Fe也会同时沉淀下来，且硫化钠的加入使生产过程中不行避开的会产生I1.S气体，为此需配备相应的废气谀取装置，增加平安难度和投资。加碱沉淀则会使Ni、Cu,Fe、Mg等成分沉淀下来，由于MgO含量较高,通常在153左右,不利于入炉冶炼。经过降低MgO处理以后,将其变现成锹铜产品还需漫长的工艺流程。（二）有机苹取法采纳含N、P、S、0等元素的有机萃取剂可对浸出液中Ni、CU等金属成分进行分别、富集，有机萃取剂包括：欣胺类、按酸类、有机磷酸类、有机瞬酸类、有机次瞬酸、有机硫代次麟酸、胴肘或醉肝。陈爱良等将铜矿生物浸力液用1.ix984（体积比为1:1的1.ix860（醛胸）和1.ix62制肘）在高闪点煤油中的混合物。）进行萃取试验，结果表明:）H值大于2.22,相比0A=k1.,搅拌速度为200rmin,搅拌时间为4min,萃取级数为3级,铜的萃取率能达到99.8以上，铜安排比能达到600以上，铁安排比小于1,铜铁分别系数能达到1900以上。汪胜东等采纳1.ix84从筑性溶校中萃取分别银、钻、铜，首先采纳5级逆流共萃铜、辍，钻留在萃余液中。含铜、粽的负载相经2级洗涤洗去荻,用镁电解废液进行7级逆流选择反萃锦，实现银与铜的初步分别：然后从含铜负载相中反萃铜得到纯净的硫酸铜，选择反萃银得到的锲溶液仍采纳1.ix84萃取脱铜并回收铜，从而将铜、锲彻底分别，得到纯的硫酸锲溶液，这样就将浸出液中的银钻铜彻底分别。有机萃取法目前在银、铜的湿法冶炼上获得了广泛应用，但也存在明显缺陷：需采纳多级串萃和反萃工艺，才艳达到肯定分别效率，操作困难：萃取剂和稀稀剂易燃易挥发，给生产带来平安隐患；萃取剂的夹带和流失会导致牛境污染：残留在反萃液中的萃取剂和稀择剂会给电积工艺及最终的锦、铜产品质室带来影响。（三）树脂吸附法通常可用于吸附分别金属离子的离子交换树脂有阳离子交换树脂和酸合树脂,前者吸附作用力主要为静电引力、后者吸附作用力主要为化学整合配位作用。由于阳离子交换树脂以静电引力为主要吸附驱动力，因而会优先吸附庇介离九详细来说，阳离了交换树脂对些金属离了的吸附选择依次是：Th,>Fe,>1.,>Cu2>Ni2>Mg'>K>Na由于银、铜尾犷通常公伴生有铁元素，明显一般的阳离子交换树脂并不适合用石锲、铜的富集分别.整合树脂是在附脂骨架上接枝含N、P,S、O等元素的有机整合基团，这些有机螯合基团中的N、P.S,。等元素可与特定的金届离子发生化学配位作用，在树脂内部形成稔定的多元环结构，从而使金属离子从溶液中分别出来。因而，假如能开发高选择性的螯合树脂，就可克服有机萃取剂的各种缺点，实现尾矿、贫矿的资源化治理。由于离子交换树脂通常优先吸附高价离子，因而在同等浓度下将首先选择性吸附高价态的凤、，更何况氧化矿殳出液中Fe”浓度远高于NF、Cu?.浓度，而且还要受到大量Mu的干扰。因而，能否开发Cu/Ni选择性强且吸附量大的离子交换树脂就成为低品位锦、铜矿湿法冶炼的关键技术问题。三、触矿的湿法冶炼人类的能源利用经验了从薪柴时代到煤炭时代、油气时代再到现在的煤炭油气等化石能源与核能、水能、风能、太阳能、生物痂能等低碳和无碳能源多元并举的演化过程，在能源利用总量不断增长的同时,能源结构也在不断改变。每次能源时代的变迁,都伴随着生产力的巨大飞跃，极大地推动了人类经济社会的发展。同时,Rfi若人类运用能源特殊是化石能源的数量越来越多，能源对人类经济社会发展的制约和对资源环境的影响也越来越明显.目前，化石能源仍是人类能源消贽主体.据统计，2006年世界一次商品能源消费总量中石油占35.8%,居第1匝；煤炭占28.4%,居第2位；自然气占23.7%,居第3位：第4位为水能，占6.3乐而以电的形式利用的核能在世界一次商品能源消费中占5.8%,居第5位，其中核电在世界电力消费总量中占14.8%。其中,石油、煤炭以及自精气均为不行再生的化石能源，从长远来看总会有枯竭的天。况艮，石油及自然气的生产运用过程中会造成C0,、:乩等温室气体的大垃排放：煤炭在生产运用中除排放大量的C0；外，还排放出SO,、烟尘、粉尘、氮氧化物等大气污业物。这些排放物被公认为是造成全球气候变温煦气候异样，以及酸雨进而导致上塔、河流、湖泊酸化等环境问题的罪魁祸首。因此，各国把核能、水能、风能、太阳能、生.物质能等低碳和无碳能源作为今后发展的重点。从197C年第次世界气候大会呼吁爱护气候系统起先,到1992年联合国环境与发展大会通过6联合国气候改变框架公约.再到¥京都议定书？的出台，国际社会为应对全球气候改变做J不懈努力.随着国际社会越来越关注环境问题以及能源技术不断进步，燥炭、石油和自然气在一次能源总需求中的份额将进一步下降，核能、风能、太阳能和生物质箔等清洁能源的份额将不断提高。核电不排放sa、烟尘、粉尘、氮氧化物等，在温室气体排放方面核电链的归化排放星仅等于煤电链的Ik驾务院制定J'大力推动核电发展的方针，提出r核电中长期发展规划，明确2020年我国核电装机容量应达到40T兆瓦以上（届时约占全国总装机容量的4%,其比IK仍比目前世界上核能利用的发达