刚果(金)某铜钴尾矿浸出试验研究

第３２卷第６期　２０１６年１２月　有　色　矿　冶　

Ｎ０Ｎ—ＦＥＲＲ０ＵＳ　ＭＩＮＩＮＧ　ＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　Ｖｏ１．３２．№６　

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１６　

文章编号：１００７—９６７ｘ（２０１６）０６—２９—０５　刚果（金）某铜钴尾矿浸出试验研究　

江　源　（中国有色矿业集团有限公司，北京１０００２９）　摘要：本文主要针对重选后的刚果（金）某铜钻尾矿进行浸出试验研究。矿石性质和物相分析表　明该尾矿为氧化铜钴尾矿。通过考察磨矿粒度、浸出时间、ＰＨ值、浸出电位、固液比及浸　出温度对铜钻浸出率和矿石酸耗的影响，确定了最优浸出条件。最优浸出条件是：磨矿粒　度Ｐ８０为７５　ｍ；浸出时间为４　ｈ；ｐＨ值为１．５；还原电位为３５０　ｍＶ；固液比３：７；浸出温　度５Ｏ℃。４组验证试验确定了最优浸出条件下可获得较好的技术指标。　

关键词：浸出率；酸耗；铜钻氧化矿　中图分类号：ＴＦ８１１　文献标识码：Ａ　

Ｕ　日ＩＪ　吾　刚果（金）拥有全球最大的铜钴资源。多年来，　刚果（金）的企业主要采用浮选、洗矿、重选等选冶工　艺处理高品位的氧化铜钴矿ｌ＿１ｑ］。随着近年来科技　进步，湿法浸出工艺在刚果（金）逐渐投入使用。以　前浮选、洗矿、重选工艺产生的尾矿可用湿法浸出工　艺进一步提取有价金属＿４］。本文针对重选后的刚果　（金）某铜钴尾矿进行浸出试验研究。　１原料性质及组成　试验原料来自刚果（金）某铜钴尾矿，该尾矿原　是经重介质选矿后排放的尾矿。化学组成见表１；　化学物相分析见表２；铜钴尾矿中铁的赋存状态见　表３。　表１铜钴尾矿化学组成（％）　元素Ｃｕ　Ｃｏ　Ｆｅ　Ｍｎ　Ｃａ　Ｍｇ　Ａ１　Ｚｎ　Ｎｉ　含量２．９１　０．６２　３．３１　０．１８　１．６９　１．２３　０．６５　０．０１　０．０１　

表２铜钴尾矿化学物相分析（　）　

表３铜钴尾矿中铁的赋存状态（　）　成份　铁白云石　褐铁矿　黄铜矿　镁绿泥石　合计　堡坌塑皇　！：　：　！　：　！：　！　！　：！！　

由表ｌ～表３可见，铜钴尾矿中含铜２．９１　，含　钴０．６２　，其它元素含量适中，无其它伴生有价元　素。由物相分析可知，该尾矿以氧化铜钴矿为主，其　中自由氧化铜占总铜含量的９１．Ｏ２　；氧化钴占总　钴含量的９７．６５％。尾矿中铜矿物主要为孔雀石和　假孔雀石，很少量黄铜矿和辉铜矿。钴矿物主要为　水钴矿，少量的硫铜钴矿。铜钴尾矿中铁的赋存状　态以镁绿泥石和褐铁矿为主，其中镁绿泥石占含铁　总量的４９．２　，褐铁矿占含铁总量的４３．２５　。　

２试验原理及方法　２．１试验原理　

氧化铜钴矿一般采用酸浸方式浸铜和浸钴。浸　钴工艺需在酸性条件下添加ｓｏ　、ＦｅＳＯ　或Ｎａ　ＳＯ。　等还原剂，提高钴的浸出率［５－８］。铜在酸浸过程中　发生的主要反应如下：　ＣｕＯ＋Ｈ２Ｓｏ４—　ＣｕＳＯ４＋Ｈ２Ｏ　ＣｕＣＯ３・Ｃｕ（ＯＨ）２＋２Ｈ２ＳＯ４－－￣２ＣｕＳＯ４＋ＣＯ２　＋Ｈ２　Ｏ　钴在还原剂Ｎａ　ＳＯ。作用下，酸浸的试验原理　如下：　Ｎａ２ＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４一Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋ＳＯ２　ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ—　Ｈ２ＳＯ４　２ＣｏＯ（ＯＨ）＋Ｈ２ＳＯ３＋Ｈ２ＳＯ４—２ＣＯＳＯ４＋　３Ｈ２　Ｏ　２．２试验方法　将铜钴尾矿矿样在球磨机内湿磨至所需粒度，　

＊收稿日期：２０１６—０８—０１　作者简介：江源（１９８Ｏ一），男，安徽淮北人，博士，高级工程师，主要从事矿物加工领域的工作。　３０　有　色矿　冶　第３２卷　然后将磨矿后的矿浆过滤干燥脱水后得到干燥矿　样。准确称重试样加入反应器，再定量加入浸出液　和还原剂，使用７８ＨＷ一１恒温磁力搅拌器对矿浆　机械搅拌，同时控制浸出温度。浸出过程中矿浆　ｐＨ值用ＰＨＳ一２３型ｐＨ计测定，矿浆电位采用双　盐桥饱和甘汞一铂电极进行在线监测。浸出液经过　滤、洗涤和干燥后，分析浸出残渣中铜和钴等物质的　含量，计算浸出率。铜离子质量浓度用原子吸收分　光光度法测定，钴离子浓度用亚硝基一Ｒ盐分光光　度法测定。　总酸耗（ＴＡＣ）的计算方法为总加入的硫酸量　减去浸出富液中残留的硫酸量。脉石酸耗（ＧＡＣ）　的计算方法为总酸耗（ＴＡＣ）减去铜浸出的酸耗和　试验最终剩余的酸，其中钴的耗酸计为脉石酸耗。　铜钴浸出富液中杂质元素含量的测定主要采用等离　子发射光谱仪（ＩＣＰ—ＯＥＳ）进行测定，然后计算各　元素浸出率。　３试验结果及分析　３．１预浸出试验　预浸出试验目的是考察还原剂是否添加对浸出　试验结果的影响。　试验条件：矿样１００　ｇ；磨矿粒度Ｐ８０为７５　ｕｍ；　浸出温度５Ｏ℃；时间２　ｈ；ｐＨ值为１．５；固液比３：　７。用量为２００　ｇ／Ｌ。　预浸出试验结果见表４。由表４可见，在不添　加还原剂时，铜和钴浸出率分别为９２．１３　和　２６．３２　；添加还原剂时，铜和钴浸出率分别为　９６．９８　和９５．６３　。对比分析可知，添加还原剂　后，铜和钴的浸出率同时得以提升，其中钴浸出约有　３．６倍的提升。钴浸出率大幅提升的原因是铜钴尾　矿中铁的赋存以镁绿泥石为主，在酸性介质中不易　释放出还原性的二价铁离子，只有在添加还原剂的　情况下，三价钴离子才能较好的还原成二价钴离子，　充分将水钴矿中钴浸出。预浸出试验结果中显示添　加还原剂后，总酸耗略有提升，而脉石酸耗基本相　当。　表４预浸出试验结果　１．５；固液比３：７；还原电位Ｅｈ为３５０　ｍＶ。　磨矿粒度试验针对Ｐ８０分别为７５　ｆｆｍ，１０６　ｆｆｍ　和１５０　ｔＬｍ在上述条件下进行，试验结果见图１。　

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图１磨矿粒度试验结果　由图１可知，随着磨矿粒度逐渐变细，铜和钻的　浸出率不断提升。随着磨矿粒度从１５０　ｔＬｍ变细到　７５　ｆｆｍ，铜浸出率从９６．１５　提升至９９．０５　；钴浸　出率从９４．２７　提升至９８．２２　。随着磨矿粒度从　１５０　ｆｆｍ到７５　ｆｆｍ逐渐变细，总酸耗和脉石酸耗不断　降低，总酸耗从９４．７８　ｋｇ／ｔ・矿降低至８９．８８　ｋｇ／ｔ　

・矿；脉石酸耗由４３．５５　ｋｇ／ｔ・矿降低至３７．２２　ｋｇ／　ｔ・矿。在磨矿粒度Ｐ８０为７５　ｐｍ时，铜钴浸出率最　高且总酸耗和脉石酸耗最低，因此推荐磨矿粒度　Ｐ８０为７５　ｔｔｍ。　３．３浸出时间试验　试验条件：浸出温度５Ｏ℃；磨矿粒度Ｐ８０为７５　ｔｔｍ；ｐＨ值为１．５；固液比３：７；还原电位Ｅｈ为３５０　ｍＶ。　浸出时间试验在第１　ｈ内每隔０．５　ｈ，１～８　ｈ内　每隔１　ｈ测算铜钴浸出率、总酸耗和脉石酸耗的数　据。试验结果见图２和图３。　

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３．２　磨矿粒度试验　图２浸出时间与铜钴浸出率的关系　试验条件：浸出温度５Ｏ℃；时间２　ｈ；ｐＨ值为　第６期　江源：刚果（金）某铜钴尾矿浸出试验研究　３１　芝出时同，ＩＩ　图３浸出时间与酸耗的关系　

由图２可见，随着浸出时间的延长，铜钴浸出率　逐渐提升，最终达到平衡。在浸出时间为４　ｈ时，钴　浸出率达到峰值９９．２２％，同时铜的浸出率也高达　９９．１２　。由图３可知，随着浸出时间的延长，总酸　耗和脉石酸耗不断提升，最终基本达到平衡。在浸　出时间４　ｈ以后，总酸耗已经达到９５　ｋｇ／ｔ・矿以　上，脉石酸耗也达到４２　ｋｇ／ｔ・矿。随后随着浸出时　间的延长，总酸耗和脉石酸耗的增加值也只在１　ｋｇ／ｔ・矿之内，基本认为达到平衡。　综合考虑铜钴浸出率和酸耗情况，推荐浸出时　问为４　ｈ。　３．４浸出ｐＨ值试验　试验条件：浸出温度５０℃；磨矿粒度Ｐ８０为７５　ｍ；浸出时间为４　ｈ；固液比３：７；还原电位Ｅｈ为　３５０　ｍＶ。　ｐＨ值针对１．２、１．５、１．７和２．０四种情况，在　上述试验条件下进行铜钴浸出率、总酸耗和脉石酸　耗的试验。试验结果见图４。　

由图４可见，随着ｐＨ值逐渐增加，铜钴浸出　率、总酸耗和脉石酸耗都逐渐降低。ｐＨ值为１．５　时铜浸出率与ｐＨ值为１．２时铜浸出率基本相当，　都约为９９。Ｏ５　。ｐＨ值为１．２时，钴浸出率为　９８．５２　，总酸耗为１０８．９９　ｋｇ／ｔ・矿，脉石酸耗为　５７．２１　ｋｇ／ｔ・矿；ｐＨ值为１．５时，钴浸出率为　９７．Ｏ４　，总酸耗为８９．８８　ｋｇ／ｔ・矿，脉石酸耗为　

３７．２２　ｋｇ／ｔ・矿。对比上述两组数据可见，ｐＨ值由　１．２提高到１．５，钴浸出率降低了１．２１　，但总酸耗　减少了１９．１１　ｋｇ／ｔ・矿，脉石酸耗减少了１９．９９　ｋｇ／　ｔ・矿。因此，推荐ｐＨ值为１．５。　３．５浸出电位试验　试验条件：浸出温度５Ｏ℃；磨矿粒度Ｐ８０为７５　ｍ；浸出时间为４　ｈ；固液比３：７；ｐＨ值为１．５。　还原电位Ｅｈ针对３００　ｍＶ、３３０　ｍＶ、３５０　１２＂１Ｖ、　３７０　ｍＶ和４００　ｍＶ五种情况，在上述试验条件下进　行铜钴浸出率、总酸耗和脉石酸耗的试验。试验结　果见图５和图６。　

电位Ｅｈ／ＭＶ　图５还原电位与浸出率关系　由图５可见，随着还原电位不断提高，铜和钴的　浸出率先升后降，在还原电位为３３０　ｍＶ时达到最　高值。铜浸出率随着电位增加虽有先升后降趋势但　是变化幅度较小。在还原电位３００　ｍＶ至３５０　ｍＶ　区间内，钴浸出率能维持在９５　以上；当还原电位　增加到３７０　ｍＶ至４００　ｍＶ时，钴浸出率急剧下降　至８６　左右。在还原电位为３５０　ｍＶ时，铜和钴的　浸出率分别为９９．Ｏ５　，９７．０４　９／６。　

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电位Ｅｈ／ＭＶ　图６还原电位与酸耗的关系　

由图６可见，随着还原电位逐渐增大，总酸耗和　脉石酸耗呈现波浪式下降。在电位为３５０　ｍＶ时，　

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