某铜矿浮选尾矿的湿法冶金

本书/本报告是中国科学院化工冶金研究所1960年关于某铜矿浮选尾矿湿法冶金的研究成果，前7页包括摘要、前言、从尾矿中回收铜的初步流程探讨、小型实验结果、流程以及结论及建议等内容。摘要指出，某铜矿中的80%系低品位难选氧化性铜矿，选矿收率低于60%；尾矿用加压氨浸取法可使含铜量自0.35%降至0.08%以下，总收率提高25%以上；根据实验室结果进行了生产过程设计，这项成果在生产上实现后，若每年开采500万吨矿石，将为国家多提供一万吨铜，多创造1800万元利润；拟矿中的生产过程远较目前世界上现有的氨法生产过程先进。前言说明，我国某铜矿储藏量很大，矿石品位稳定，矿区集中，易开采，但大部分系低品位难选氧化性矿石，选矿收率低于60%，若以每年开采500万吨矿石计，则每年损失的铜约在1万吨以上，如何回收大量选矿后被废弃尾矿中的铜，为国家创造更多财富，是一件有巨大经济意义的工作，并希望通过这项工作将湿法冶金方法推广到其他氧化性矿物的处理上。流程探讨部分根据尾矿性质，列出含Cu 0.25%～0.35%、S 0.07%、Fe 0.96%、Al2O3 0.53%、SiO2 18.4%、CaO 25.2%、MgO 16.2%；指出因钙、镁含量很高，不可能采用酸性溶剂；按铜的存在形式，主要是盐基性硫酸铜及氧化亚铜（Cu(OH)2·CuCO3及CuO）占铜量的90%，其余10%则以Cu2S、CuS、CuFeS2形式存在于矿石中，所以采用氨及碳酸铵溶液为浸取剂较适宜。报告还指出，常温常压浸取速度极缓慢，近年湿法冶金主要发展是提高压力、应用高温浸取，使高价氧化铜溶解速度加快，亚铜化合物及硫化铜亦能受氧气氧化后被浸出；限于国内条件，氧化剂不宜采用氧气而应用压缩空气；浸取液只需在蒸氨塔内自底部通蒸汽，即可将NH3及CO2回收循环再用，并同时生成黑色CuO粉末，此CuO粉可用酸性电解液溶解后直接电解而得电解铜，或先用火法冶炼得粗铜。用氨法回收尾矿中铜的流程可分为矿浆制备、浸取、蒸氨、洗涤四个步骤。小型实验考察温度、空气分压、NH3浓度、NH4+浓度、颗粒大小、搅拌速度、固液比及浸取时间等变数对浸取率的影响，结果指出温度影响最大：25℃时无论变更哪一条件，浸取率很难提高到50%以上，50℃很难超过60%，70℃也很难超过70%，只有在100℃以上才有可能在2～3小时之内使浸取率达到80～90%以上；浸取温度在120℃以上时，空气存在与否对浸取率无影响。实验还包括尾矿沉降速度实验、水力旋流器处理尾矿矿浆实验、氨及铜离子在尾矿表面吸附实验、从氨液中回收氧化铜的蒸馏实验；沉降实验表明尾矿极易沉降到含水约22%的矿浆，水力旋流器底流含水量在23%左右，但固体回收量只有75～78%，吸附实验证明尾矿表面吸附有极微量的氨及铜离子，蒸馏实验表明蒸馏过程中没有胶状物产生，浸出液中的铜几乎可全部成黑色粉末沉淀析出。流程设计年处理500万吨尾矿，选用浸取温度120℃、压力8绝对大气压、固液比1克:1cc，以2克当量浓度NH4OH及2克当量浓度碳酸铵为浸取剂，3小时后浸取率可达85%以上，考虑蒸馏及洗涤部分铜损失，以83%回收率计算，每年可从尾矿中回收铜10000吨左右，价值最低2600万元；流程分配料及浸取系统、热交换系统、蒸氨系统、洗涤系统，并对沉降器、混合吸收槽、减压蒸发器、管式高压浸取器、蒸氨塔、过滤器及多级逆流洗涤等设备和操作条件作了说明。结论及建议部分估算生产含1吨铜的氧化铜成本为900元，若以12600元为含1吨铜的氧化铜价格，则所建议工厂每年可得净利润1800万元左右，并为国家增产含10000吨铜的氧化铜，全部投资可在开工生产后一年内收回；常压下可浸取尾矿中50%左右铜，高温高压下浸取率可提高至80%以上，150℃、20atm左右可浸出铜90%以上；建议对高压蒸馏、NH3及CO2吸收、矿浆连续浸取及固液分离等关键问题作扩大实验，收集NH3-CO2-H2O系统高压热力学平衡数据和材料腐蚀数据，作为大厂设计依据。本报告反映了20世纪60年代初中国低品位氧化铜矿尾矿湿法冶金试验和流程设计的情况，对铜矿资源综合利用和湿法冶金技术史研究具有参考价值。本次仅见前7页，后续内容待补。