低品位硫化铜矿生物提铜技术

硫化铜浮选药剂选择铜是国家的一种战略性资源，它被很多国家认为是一种关乎着国家发展和人民幸福生活的重要矿产资源。

我国的铜资源大都是从硫化铜矿石中开采到的，那么铜到底是如何从矿石中分离出来的呢？常规的硫化铜浮选有两种工艺，一种为先采用常规捕收挤浮选铜硫混合精矿，然后再进行铜硫分离；另外一种优先浮选，先用对铜有较强选择性的捕收铜，得到铜精矿后在尾矿中浮现出硫精矿。

捕收挤在过去很长一段时间内，黄药和黑药都是捕收挤的主流代表，现在随着对环保要求的不断提高，而且矿石品位也越来越低，这些低品位难选矿石在不断要求着选矿技术的革新，药剂制度作为浮选技术的核心在近几年来也得到了很大的发展。

黄药铜矿、氧化铅锌矿，用硫化钠硫化后也可以黄药作捕收剂进行浮选。

浮选用的黄药有钾黄药和钠黄药两大类，在浮选中起捕收剂作用的是黄原酸根，与钾、钠离中较易吸湿受潮，但较便宜，中国均使用钠黄药。

黄药黑药硫代磷酸盐的溶解度积均较相应离子的黄原酸盐大。

黑药HBSP-10系列捕收剂HBSP-10是近年来国家有色金属科研所科研人员与恒邦集团共同开发研制的新型选矿药剂。

用作含铜多金属硫化矿浮选的特效捕收剂，选择性好并兼有起泡性。

HBSP-10捕收挤抑制剂随着矿石选别难度的不断增加，抑制剂在其中的作用也越来越重要，在浮选实践中出现了许多新型的抑制剂。

石灰石灰是抑制黄铁矿的常用抑制剂，采用石灰法进行铜硫分离时，矿浆PH 值或矿浆中的游离CaO含量能明显地影响分离效果，一般规律是，处理含黄铁矿量多的致密铁矿，对含黄铁矿少的浸染矿，PH值在9左右就能浮铜抑硫。

DT系列DT系列药剂是江西理工大学研制出的一种在低碱度条件下铜硫分离的高效抑制剂。

有实验采用铜硫混浮，混合精矿再磨，在混合精矿铜硫分离中采用DT系列药剂代替石灰，并且成功的都得到了较高的回收率。

生物冶金技术简介生物冶金技术又称为生物浸出技术，是利用微生物或其代谢产物溶浸矿石中有用金属的一种新技术，具有装备简单、流程短、建设和操作成本低，对环境友好及可利用低品位复杂难处理矿石等特点，现已成为世界各国矿冶工程研究和应用的热点，是本世纪最具有竞争力的矿冶技术之一。

一、生物冶金技术的概念与传统资源加工技术—选矿和冶金提取与分离两大工艺流程不同，生物冶金技术是利微生物、空气和水等天然物质从矿石中直接提取有价金属，无需选矿、火法冶炼的清洁短流程技术、反应过程自然温和，是矿冶工程与现代生物科学交叉结合的一门的新型学科。

二、生物冶金的工艺过程生物冶金的工艺过程大体可分为堆浸工艺和搅拌浸出两种方式。

堆浸工艺通常用于处理低品位的矿石或废石，搅拌浸出工艺通常用于高品位矿或精矿。

以硫铜矿生物堆浸提铜为例，其工艺如下：将铜矿石粉碎后，堆浸的同时加入微生物，经过微生物分解一段时间后获得金属浸出液。

浸出液分别经过萃取、电积两个步骤后可获得高纯阴极铜。

三、生物堆浸技术的特点传统矿冶工艺的主要缺陷在于依赖高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件下的“强烈反应”来分解矿物提取制备金属，而生物堆浸技术与传统矿冶相比有如下特点：1、反应温和。

利用微生物的催化作用，将矿物冶炼从高温高压及强酸强碱的苛刻化学条件下改变常温常压及低酸低碱的温和反应。

2、设备少、工艺流程简单、建设周期短、基建投资大大减少。

而且处理量大，易操作、生产成本低、产品价值高。

3、无二氧化硫等有害气体排放、溶液循环利用，环境友好，节约了处理废弃物的成本；工艺过程矿石无需细磨，可大幅度降低能耗，符合节能减排的发展要求。

4、能较经济地处理常规法难以处理的某些低品位矿石，提高资源利用率，拓宽找矿领域；适合于开发偏远交通不便地区资源，规模可小可大。

四、生物冶金的应用领域国外生物冶金的研究工作，以智利、南非、澳大利亚、美国、加拿大最为卓著，首先应用于铜，铀的工业开发利用。

经过几十年的发展，南非开始用生物技术经济从难处理金精矿中回收贵金属，目前大多数国家已经实现大规模的工业化应用。

新型低品位铜矿浸出萃取反萃电积法工艺的开发和应用引言：随着全球经济的快速发展和科学技术的不断进步，铜作为一种重要的金属资源，对于社会经济的发展起着至关重要的作用。

然而，传统的铜矿开采和加工方法面临着一系列的挑战，例如矿石资源日益减少、品位逐渐降低、环境问题日益突出等。

因此，为了提高低品位铜矿的综合利用率和环保性，新型低品位铜矿浸出萃取反萃电积法工艺应运而生。

一、新型低品位铜矿浸出萃取反萃电积法的概念和原理1.1 概念：新型低品位铜矿浸出萃取反萃电积法（以下简称“新工艺”）是指通过将低品位铜矿矿石浸出、萃取得到含铜溶液，然后通过反萃和电积的方式分离纯铜金属，并经过多次循环利用从而提高利用效率的一种技术方法。

1.2 原理：首先，将低品位铜矿石进行浸出过程，通过浸出剂与铜矿石的物理化学作用，使铜矿石中的铜离子溶解到浸出液中。

然后，利用萃取剂与浸出液中的铜离子的选择性萃取作用，使铜离子进一步富集。

接着，通过反萃过程，将铜离子从萃取液中分离，得到含铜溶液。

最后，通过电积方法，在电解槽中将含铜溶液中的铜离子还原成纯铜金属，并沉积在阴极上。

二、新型低品位铜矿浸出萃取反萃电积法工艺的开发2.1 工艺条件的优化：为了提高新工艺的效率和经济性，需要对各个步骤中的工艺条件进行优化。

例如，在浸出过程中，可以调整浸出剂的浓度、温度、浸出时间等因素，以提高浸出率和减少杂质的溶解。

在萃取过程中，选择合适的萃取剂和反应条件，以提高铜离子的富集度。

在反萃过程中，优化反萃剂的选择和反应条件，以实现高效的分离。

在电积过程中，调整电流密度、温度、电解液组成等参数，可有效控制沉积速率和纯度。

2.2 新技术的引入：随着科学技术的进步，一些新技术在新工艺中得到了应用。

例如，在浸出过程中，可使用微生物浸出技术、超声浸出技术等，以提高浸出效果。

在萃取过程中，可利用离子液体和有机相剂量分配等新技术，提高萃取效率和选择性。

在反萃过程中，可引入膜分离技术、离子交换膜技术等，实现更高效的分离。

生物冶金技术应用现状及发展趋势前言有记载的最早的生物冶金活动是1670 年，在西班牙的矿坑中回收细菌浸出的铜［8］。

1950 年美国开始原生硫化铜矿表外矿生物堆浸试验，并于1958年获得了生物冶金史上第一个专利。

直到1974 年，美国科学家从酸性矿水中分离得到了一种氧化亚铁杆菌。

此后美国的布利诺等又从犹他州宾厄姆峡谷矿水中分离出了氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌，并用这两种菌浸泡硫化铜矿石，结果发现能较好的把金属从矿石中溶解出来。

至此，生物冶金技术才开始得到人们的关注并逐渐发展起来目前,世界矿产资源日渐贫杂,资源、能源、环境问题越发引起人们重视,我国矿产资源国家战略地位与日俱增。

随着矿物贫杂化和严重能源危机及环境污染的加剧,传统的冶金技术面临巨大挑战,寻求更为高效、低能、清洁的绿色资源利用途径成为研究焦点。

根据美国国家研究委员会(NRC) 2001年的研究报告,在未来20年,美国矿业最重要的革新将是采用湿法冶金工艺取代有色行业传统的熔炼工艺。

微生物湿法冶金技术是一门新兴的矿物加工技术,它包括微生物浸出技术和微生物浮选技术。

在自然界，微生物在多种元素的循环当中起着重要作用，地球上许多矿物的迁移和矿床的形成都和微生物的活动有关。

生物湿法冶金是一种很有前途的新工艺，它不产生二氧化硫，投资少，能耗低，试剂消耗少，能经济地处理低品位、难处理的矿石。

目前，这种方法仍处于发展之中，它还必须克服自身的一些局限性，如反应速度慢、细菌对环境的适应性差，超出了一定的温度范围细菌难以成活，经不起搅拌，等等。

为此，一些科学家建议应从遗传工程方面开展工作，通过基因工程得到性能优良的菌种。

摘要生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。

这些微生物被称作适温细菌，大约有0.5~2.0微米长、0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。

这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。

文章编号:1004—5716(2004)02—0065—03中图分类号:TD953　文献标识码:B 浅论低品位铜矿的浸出技术及其发展趋势招国栋,伍衡山,刘　清,李　超(南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳421001)摘　要:简要介绍了国内外低品位铜矿的湿法冶金概况,较为系统地分析了低品位铜矿的浸出反应机理以及浸出工艺,并对低品位铜矿浸出工艺的未来发展趋势提出了一些见解,对回收低品位铜金属具有一定的实用价值。

关键词:低品位铜矿;浸出;发展 铜是国民经济建设的重要原材料之一。

随着国民经济的发展,铜的需求量不断增加,进而随铜矿不断开采,其矿石品位也不断下降,从而产生了大量的浮选矿、贫矿、尾矿、尾砂以及难选氧化铜矿。

湿法冶金正是由于能处理这些火法冶金不能处理的低品位氧化铜矿和浮选尾矿而发展起来的,随后又发展到处理硫化铜矿。

湿法炼铜的研究与应用之所以日益受到人们的重视,是因为该技术用于处理低品位复杂矿石的优越性更加突出,湿法冶金的突出优点是:(1)生产成本低。

根据美国有关统计,每生产1t铜,成本仅为220美元。

[1](2)资源利用程度高。

低品位贫矿、尾矿、表外矿、废石和采用常规工艺难选的矿石都可以用湿法冶金技术加工回收铜金属。

(3)生产投资少。

湿法冶金的投资约为常规采矿的10%。

(4)生产规模可大可小,这尤其适合于中国企业的特点。

(5)阴极铜产品质量高。

由于溶液萃取技术对铜的选择性很好,因此铜电解液纯度很高,产出的阴极铜质量可达到99.99%。

(6)建设周期短,设备简单,操作方便,能耗少,环境污染小(细菌浸出不污染环境)。

1　国内外低品位矿石的处理概况在国外,如美国、加拿大从20世纪70年代采用浸出采矿法回收低品位氧化铜矿的生产工艺;在南非和非洲也用此法处理品位在1%以下的氧化矿石和硫化矿浮选后的尾矿;赞比亚的恩昌加公司所属的Nchabga厂也从20世纪70年代就开始从尾矿中回收铜,其目前的生产规模为处理尾矿5×105t,年生产阴极铜12×105t[2];美国采用堆浸处理的铜矿品位甚至低到0.04%。

铜冶炼的工艺流程铜是一种重要的金属材料，广泛用于制造电线、电缆、管道、器皿等。

铜冶炼是将含铜矿石经过一系列的工艺流程，将铜从矿石中提取出来的过程。

下面我们来介绍一下铜冶炼的工艺流程。

铜冶炼一般分为两大类，一类是硫化铜矿的冶炼，另一类是氧化铜矿的冶炼。

这里我们以硫化铜矿冶炼为例，来介绍一下铜冶炼的工艺流程。

首先，将硫化铜矿进行破碎，得到粒度适中的矿石。

然后将矿石进行浸出，将矿石与一定浓度的硫酸溶液进行浸出反应，将硫化铜溶解出来形成含有铜离子的硫酸铜溶液。

然后，对硫酸铜溶液进行浓缩。

将硫酸铜溶液进行蒸发浓缩，得到浓缩硫酸铜液。

接下来，进行电解精炼。

将浓缩硫酸铜液作为电解液，放入电解槽中，同时，在电解槽中加入钢板作为阴极，铜板作为阳极，施加电流进行电解。

在电解过程中，铜离子在阳极处还原成铜，从而得到纯度较高的铜板。

最后，将电解所得的铜板进行熔炼。

将电解所得的铜板加入熔炼炉中，与一定比例的铜矿綵合在一起进行熔炼。

在熔炼过程中，夹带的杂质会被氧化剂氧化成气体，从而获得较高纯度的铜。

以上就是铜冶炼的主要工艺流程。

当然，根据不同的铜矿石和不同的生产要求，具体的工艺流程可能会有所不同。

铜冶炼是一个经济效益较高的工艺过程，但同时也产生了一定的环境污染。

对于铜冶炼企业来说，应该加强环境保护，采取适当的措施减少对环境的污染。

另外，对于废弃物的处理也是非常重要的，应该采取科学合理的方法进行处理和回收利用。

总之，铜冶炼是将含铜矿石提取铜的过程，工艺流程包括破碎、浸出、浓缩、电解精炼和熔炼等环节。

铜冶炼对于社会经济的发展起到了重要的促进作用，但同时也要注意环境保护和资源的可持续利用。

高碱性低品位氧化铜矿氨浸－萃取－电积工业试验公元前2世纪我国就开始从含硫酸铜的矿坑水中用铁置换法回收铜，至宋代，浸出法产铜即已占全国铜产量的15%～20%。

1968年美国亚利桑那州然伽施(Ranches)开创了溶剂萃取铜的先河，掀开了铜工业新的一页，产生了现代铜湿法冶金工业。

迄今为止，现代湿法炼铜已成为一个独立的工业体系，其发展速度远高于整体铜工业的发展速度，主要是从低品位矿，如氧化矿、剥离的表外矿、浮选尾矿中回收铜，而这些物料正是火法冶炼难以利用的原料。

随着铜资源的逐渐贫化和铜湿法冶金技术水平的提高，铜湿法冶金的原料也在不断变化和扩大。

硫酸是湿法炼铜中应用最多、最广的有效浸出剂，能浸出酸性和低碱性铜矿石中的铜，对于碱性脉石含量高的铜矿石则不适用。

一方面因高酸耗导致生产成本高，另一方面，反应生成的硫酸钙会粘附在矿石表面降低反应速率，延长铜浸出周期，甚至阻碍铜的浸出。

氨－铵盐浸出体系是湿法冶金中一个重要的浸出介质体系。

国外如美国安纳康达(Anaconda)铜业公司和智利埃斯康迪达(Escondida)矿山针对硫化铜精矿利用氨－铵盐浸出介质进行了半工业和工业试验。

云南东川矿务局和北京矿冶研究总院对汤丹铜矿进行了十多年的研究，进行了工业试验。

针对高碱性低品位氧化铜矿提铜的难题，介绍了氨－铵盐体系高碱性脉石低品位氧化铜矿提铜工业试验研究结果，并进行了工艺及经济分析，结果表明氨浸－萃取－电积工艺是可行的，阴极铜质量可达99.99%。

一、矿石性质矿石为土状氧化铜矿石，粉矿占90%以上，块矿风化严重、易碎。

矿石呈棕黄色，用水洗涤后有清晰可见的蓝色孔雀石颗粒。

矿石多元素分析和铜物相分析结果分别见表1和表2。

表1 矿石多元素化学分析结果%注：Au，Ag含量单位为g/t。

表2 矿石的铜物相分析结果%从表1可见，该矿石含氧化钙高达33.78%，氧化钙与氧化镁总量达34.94%，属高碱性矿石。

该矿石含银较高可以回收利用。