低品位铜矿堆浸工艺技术
氧化铜矿堆浸工程设计实践
2020年 6月下 世界有色金属39采矿工程M ining engineering氧化铜矿堆浸工程设计实践池文荣（中国恩菲工程技术有限公司，北京 １０００３８）摘 要：采用堆浸技术，不受地理位置和气候条件的限制［２］，可以以较低的成本、较高的回收率回收其中的铜。
本文基于某堆浸工程设计实践的基础上，对该堆浸工程设计中的若干工艺参数、设备选型等进行了归纳和总结。
关键词:堆浸工程；工艺参数；厂房配置中图分类号： ＴＵ５１２．１ 文献标识码： Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１２－００３９－２Engineering design practice of heap leaching on copper oxide oreCHI Wen-rong（Ｃｈｉｎａ Ｅｎｆｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐ． Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３８）Abstract: Ｗｉｔｈ ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｏｘｉｄｅ ｏｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ ａｔ ａ ｌｏｗｅｒ ｃａｓｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ， ｒｅｇａｒｄｌｅｓｓ ｏｆ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ， ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Key words: ｈｅａｐ ｌｅａｃｈｉｎｇ； ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒ； ｐｌａｎｔ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ 将矿石或者废石输送至一个永久或非永久的防渗地面筑堆，并且通过浇灌浸出液，将矿石中的有价金属提取出来的过程称之为堆浸。
湿法炼铜项目文件
年产300吨湿法铜项目一、技术方案本项目采用的生产为“浸出----萃取----电积”工艺。
该工艺具有投资少、成本低、效益好、无污染等优点。
适合处理低品位铜矿包括难选低品位氧化铜矿、氧化一硫化混合矿及含铜废石等铜资源，本项目以处理低品位氧化铜矿为主，矿石含铜0．6％～ 8．0％。
工厂生产规模为年产阴极铜300t，年生产时间340天。
产品质量达到GB ／T467—1997中标准阴极铜(CLJ—CATH一2)牌号。
二、工艺过程1）、浸出：采用薄层堆浸方法。
用颚式破碎机和锤式破碎机将氧化铜矿进行破碎至小于8mm的颗粒状，加入浓硫酸进行熟化。
熟化后的氧化铜矿石运往浸出池,筑成高约1.2米的平顶方堆，然后泵送稀硫酸萃余液进行渗滤循环浸出，浸出液与矿石发生反应，生成的硫酸铜溶液靠自重向底层渗透，由矿层底部的排液管流出，进入集液池，经自然澄清后用耐酸泵送至萃取工序进行萃取生产。
浸出后的矿渣经洗涤弃去或制成建筑材料销售，洗涤液循环使用。
2）、萃取：根据料液情况，选择合适的萃取剂和稀释剂。
萃取流程为二级萃取，一级洗涤，一级反萃。
浸出硫酸铜液由泵送至萃取高位池，然后流入铜萃取箱经二级萃取，铜经萃取进入有机相，萃余液自流回浸出段。
为减少杂质进入电积槽，在负载有机相反萃前进行洗涤，洗去其中夹带的部分铁及水相。
洗涤液采用微酸性水循环使用，当杂质积累较多时，外排部分到浸出段使用，再补充一部分新液。
洗涤后的有机相经反萃铜后进入反萃液，反萃液自流到电积液地下循环贮槽，再经气浮除油后使硫酸铜溶液中的有机物含量降到一定含量，然后泵送至电积车间高位槽。
反萃后的再生有机相返回萃取段继续萃取铜。
3）、电积：铜电解沉积的工艺是将Cu2+变成金属铜，其化学反应如下：阳极反应：H2O→ 1/2O 2+2H++2e 阴极反应：Cu2++2e→Cu总反应：CuSO4+H2O=Cu+H2SO4+1/2O2↑由萃取送来的硫酸铜溶液加热至约30—35℃，进入电积槽进行电积。
低品位铜矿绿色循环生物提铜关键技术和应用
低品位铜矿绿色循环生物提铜关键技术与应用提名单位：中国有色金属工业协会提名奖种：国家科学技术进步奖提名单位意见：该项目依托国家973、863和科技攻关等计划课题，通过联合攻关、自主创新，攻克了生物堆浸过程微生物种群全过程监测与定量调控的重大技术难题，在国际上率先提出并拓展了选择性生物浸出理论，首次开发了高硫铜比硫化铜矿选择性生物浸出工程技术，从源头高效解决了暴雨地区生物堆浸中酸、铁、水等多尺度平衡重大工程技术问题；首次建立了复杂生物浸出液富集、分离和纯化理论体系，查明了微生物浸出过程复杂溶液体系结构及组元行为，发明了浸出液净化除铁和电积酸雾抑制与消除的装备与工艺；首次建立了生物冶金全过程嗜酸浸矿微生物对周边环境的影响评价体系，构建了矿山污染防控与生态恢复集成技术体系，并建成首批国家矿山公园。
项目成果形成了具有原创性的生物堆浸提铜成套产业化技术，实现了低品位硫化铜矿资源绿色循环利用技术的跨越式发展，促进了矿冶行业科技进步，科技创新显著。
项目成果总体上达到了国际领先水平，部分成果曾获得中国有色金属工业和福建省科学技术奖一等奖3项、中国专利优秀奖1项。
提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
项目简介本项目属微生物冶金技术领域。
铜是铜是战略性新兴产业发展的重要支撑，已被列入国务院批复的24种战略性矿产目录，硫化铜矿是主要的含铜矿物，是提取铜的主要原料。
我国铜资源保障程度低，对外依存度高达70%以上，在国家“走出去”战略和“一带一路”倡议的指引下，国内公司正加紧布局沿线国家的海外市场，但获得的多以低品位难处理铜资源为主。
而且我国铜资源2/3以上的属于低品位难处理资源，采用传统选冶技术开发，成本高、能耗大、环保压力大，资源利用率低，这是制约我国低品位铜资源高效开发利用的瓶颈原因。
因此，开发低品位铜资源是解决我国铜资源短缺的关键路径之一，亟需开发新技术。
针对低品位矿产资源特点，国外开发了低成本、环境友好的生物冶金新技术，上世纪90年代实现应用，2001年之前在我国还没有实现工业应用。
溶浸采矿方法
溶浸采矿方法1 定义溶浸采矿是根据某些矿物的物理化学特性，将工作剂注入矿层（堆），通过化学浸出、质量传递、热力和水动力等作用，将地下矿床或地表矿石中某些有用矿物，从固态转化为液态或气态，然后回收，以达到以低成本开采矿床的目的。
2 种类溶浸采矿方法包括地表堆浸法、原地浸出法和细菌化学采矿法等。
溶浸采矿彻底改革了传统的采矿工艺，特别是地下溶浸采矿，少需或无需传统的采矿工程（如开拓、剥离、采掘、搬运等），使复杂的选冶工艺更趋简单。
溶浸采矿可处理的金属矿物有：铜、铀、金、银、离子型稀土、锰、铂、铅、锌、镍、铬、钴、铁、汞、砷、铱等20多种。
但应用得多的是铜、铀、金、银、离子型稀土。
2.1 地表堆浸法堆浸法是指将溶浸液喷淋在矿石或边界品位以下的含矿岩石（废石）堆上，在其渗滤过程中，有选择的溶解和浸出矿石或废石堆中的有用成分，使之转入产品溶液（称浸出富液）中，以便进一步提取或回收的一种方法。
按浸出地点和方式的不同，堆浸可分为露天堆浸和地下堆浸两类，前者用于处理已采至地面的低品位矿石、废石和其它废料；后者用于处理地下残留矿石或矿体，如果这些矿体或矿柱未采动，为提高堆浸效果，需预先进行松动爆破。
1）适用范围堆浸法的适用范围是：（1）处于工业品位或边界品位以下，但其所含金属量仍有回收价值的贫矿与废石。
根据国内外堆浸经验，含铜0.12%以上的贫铜矿石（或废石）、含金0.7g·t以上的贫金矿石（或废石）、含铀0.05%以上的贫铀矿石（或废石），可以采用堆浸法处理。
（2）边界品位以上但氧化程度较深的难处理矿石。
（3）化学成分复杂，并含有有害伴生矿物的低品位金属矿和非金属矿。
（4）被遗弃在地下，暂时无法开采的采空区矿柱、充填区或崩落区的残矿、露天矿坑底或边坡下的分枝矿段及其它孤立的小矿体。
（5）金属含量仍有利用价值的选厂尾矿、冶炼加工过程中的残渣与其它废料。
2）地表堆浸地表堆浸法是将溶浸液喷淋在破碎而又有孔隙的废石（围岩废石与低品位矿石的混合物）或矿石堆上，溶浸液在往下渗滤的过程中，有选择性溶解和浸出其中的有用成份，然后从浸出堆底部流出并汇集起来的浸出液中提取并回收金属的方法。
浅论低品位铜矿的浸出技术及其发展趋势
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%。
催化条件下低品位原生硫化铜矿细菌槽浸研究
催化条件下低品位原生硫化铜矿细菌槽浸研究张卫民;谷士飞;孙占学【摘要】以活性炭、Ag+及Fe2+组合为催化剂,研究了催化条件下永平铜矿低品位原生硫化铜矿细菌槽浸的效果.研究结果表明,催化条件下低品位原牛硫化铜矿细菌槽浸的效果良好,但充气量对浸出有较大的影响,其中25 mL/s的充气量最有利于铜的浸出,在浸出455 h后,铜的浸出率可达47.1%.酸化液可以代替9K+S培养液作为溶浸剂,用酸化液作溶浸剂时,在浸出335 h后,铜的浸出率可达41.8%,比9K+S培养液作溶浸剂高出1.7个百分点以上.%Taking activated carbon,Ag+ and Fe2 + as a combined catalyst, the vat bioleaching effect of low-grade primary copper sulfide ore from Yongping Copper Mine under catalysis conditions was investigated. The results showed that the vat bioleaching effect of low-grade primary copper sulfide ore was significant, but the aeration quantity had a great effect on the leaching. The aeration quantity of 25 mL/s was most beneficial to the leaching of copper, in this case, the leaching rate of copper reached 42.4％ after 455 h leaching. The acid-treated solution can replace 9K + S medium as leaching agent, in this case, the leaching rate of copper reached 41.8％ after 335 h leaching, which was increased more than 1.7％ by using the acid-treated solution instead of 9K + S medium.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】4页(P75-77,127)【关键词】细菌浸出;低品位原生硫化铜矿;槽浸;催化效应【作者】张卫民;谷士飞;孙占学【作者单位】东华理工大学;核资源与环境教育部重点实验室;广西壮族自治区地质环境总站;东华理工大学;核资源与环境教育部重点实验室【正文语种】中文永平铜矿拥有丰富的低品位铜矿资源。
铜矿的湿法浸出与盐焙炉冶炼
湿法浸出是一种化学浸 出方法，用于提取铜矿
中的铜。
反应过程：首先将铜矿 粉碎，然后加入酸或碱 溶液，通过搅拌、加热 等手段促进反应进行。
原理：利用酸或碱溶 液与铜矿中的铜化合 物反应，将铜离子溶
解在溶液中。
浸出液中铜离子的浓 度可以通过控制反应 条件进行调整，以达
到最佳浸出效果。
硫酸：用于铜矿的氧化浸出，具有强酸性和氧化性 氯化物：用于铜矿的还原浸出，具有强还原性和络合能力 氨水：用于铜矿的氨浸出，具有碱性和络合能力 柠檬酸：用于铜矿的柠檬酸浸出，具有络合能力和抗沉淀能力
湿法浸出：成本 低，但设备投资 大，能耗高
盐焙炉冶炼：设 备投资小，能耗 低，但成本较高
综合考虑：根据 铜矿品位、规模 、地理位置等因 素选择合适的方 法
发展趋势：随着 环保要求的提高 ，湿法浸出逐渐 被盐焙炉冶炼取 代
湿法浸出： 废水产生量 大，需要处
理和回收
盐焙炉冶炼： 废气排放量 大，需要净 化和处理
浸出剂添加：向矿石中加入浸 出剂，如硫酸、硝酸等，使铜
离子进入溶液。
固液分离：将浸出后的固体残 渣与溶液分离，得到铜离子溶
液。
铜离子还原：将铜离子溶液中 的铜离子还原为铜单质，得到
铜粉。
铜粉干燥：将洗涤后的铜粉进 行干燥处理。
矿石准备：将铜矿石粉碎至一 定粒度，并混合均匀。
溶液净化：对铜离子溶液进行 净化处理，去除杂质离子。
搅拌速度：搅拌速度会影 响浸出剂与矿石的接触和 反应效果
压力：压力会影响浸出剂 的渗透和反应效果
焙烧：将预热后的物料放入 盐焙炉中，在特定温度下进 行焙烧，使铜矿石中的铜元 素被还原出来。
预热：将混合物料预热至一定 温度，使还原剂和熔剂充分反 应。
堆浸法采矿技术基本概念、适用范围及优缺点
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟堆浸法采矿技术基本概念、适用范围及优缺点堆浸法是指将溶浸液喷淋在矿石或废石（边界品位以下的含矿岩石）堆上，在其渗滤的过程中，有选择地溶解和浸出矿石或废石堆中的有用成分，使之转入产品溶液中，以便进一步提取或回收的一种方法。
按浸出地点和方式的不同，堆浸可分为露天堆浸和地下堆浸两类，前者用于处理已采至地面的低品位矿石、废石和其他废料；后者用于处理地面以下、地下水位以上的残留矿石或矿体。
露天的废石堆浸多未经破碎而按其产出时的形状大小和成分直接浸出。
浸堆溶量大（多达数十万至数亿吨），底板多未经预先修整，浸出条件简陋，浸出效率不高，浸出周期较长（以年计）。
露天的矿石堆浸通常经过初碎和分级；经济价值高的矿石还可进行细碎或制粒等预处理；矿石块度与品位比较均匀，可浸性较好；堆浸场底板预先经过清理或平整，并采取了防止溶液渗漏和防洪防溢等措施；筑堆方法与布液方式比较合理，浸出效率较高，浸出周期较短（以周或月计），总的经济效益与环保条件比较好。
地面以下，地下水位以上的矿体或矿石，如矿石具有可浸性，底、顶板围岩不渗漏，也可进行喷淋堆浸。
已破碎的矿石可直接浸出，未采动过的矿体或矿柱，需预先松动爆破待破碎后再行浸出。
为了处理含硫化铜的氧化铜的混合富矿，还可将矿石破碎筛分后的矿砂装进人工浸出槽中，再将加热溶浸液逆流通过矿石浸出槽，获得的浸出液用电积法回收铜，此法称槽浸。
堆浸的适用范围及其优缺点一、堆浸的适用范围如下：1、处于工业边界品位以下，但其所含金属仍有回收价值的贫矿与废石。
按现有技术水平、国外堆浸法可经济处理的最低品位，铜矿石含铜0.12%，金矿石含金0.7g/t，铀矿石含铀0.05%。
2、品位虽在边界品位以上，但氧化程度较深的难处理矿石。
3、化学成分复杂，并含有有害的伴生矿物的低品位金属矿与非金属矿。
4、被遗弃在地下、暂时无法采出的采。