铜矿的物相分析
金化学物相分析浅析
物质在溶剂 中的溶解度或溶解速度 的差异 ，通过选择 ｍ ／ Ｌ７ ｇＬ碘 ＋ ４ Ｌ碘化钾溶液振荡浸取 １ ， ０ １０ ／ ｇ 测 ｈ 定滤 液 中金量 。 溶解的方法 ，分别测定样品中呈各种化合物存在的某 种元素的含量 ， 或进行某种化合物的分离、提纯，及
（） 酸盐 包 裹金 ： 渣 用 ４０ｍＬ５ｇＬ抗 坏 血 ４碳 残 ０ ／
载体矿物中的赋存状态。
２ 金化学物相分析方法
２１ 混 汞 一碘 浸取 法【 ． ’ 】
合并 的滤液 中测定金量。 （ 石英 和硅 酸盐包裹金 ： 渣灰化， ６ ） 残 用王水 一
氢氟酸溶液分解， 测定金量。
２３ 混汞 一溴 一碘 浸取 法暖 ．
（ 游离金：０ｍ １ ） ５ Ｌ水 ＋５ 汞及 ２ ～３ 片碎 瓷 ｇ ０ ０ 片， 振荡混合 ３ ， 分离汞， ｈ 测定汞中金量 。 （ 连 生 体 金 ： 渣用 ５ Ｌ ７ ／ ２ ） 残 ０ｍ ０ｇＬ碘 ＋１０ ４ ｇＬ ／ ，碘化钾振荡浸取 １ ， 测定滤液 中金量。 ｈ
利用金与有关元素的相关关系，采用回归分析等多种 酸 ＋２％ ／ 醋酸溶液于沸水浴上浸取 １ ２ｈ ０ Ｖ） ～ ，
数理统计方法来研究金的矿石工艺特征。矿物的选择 溶液弃去， 残渣用 ５ Ｌ７ Ｌ碘 、 １０ ／ 碘化钾 ０ ｇ ｍ ０／ ４ Ｌ ｇ 性溶解过程是—个物理或化学过程， 既决定于矿物的性 振荡浸取 １ ， 测定滤液中金量。 ｈ 质， 又决定于溶解过程的条件。为了更有效地综合利用 （ 石英和硅酸盐包裹金： ５ ） 残渣用王水 ＋氢氟酸 测定金量。 金矿资源， 就需要查明金在各类型矿石中的赋存状态【 溶液分解， １ ］ ， 而金物相分析就是查明金赋存状态的重要手段。 ２２ 混 汞 一硫脲 一碘 浸取 法［ ． ２ 】
铜绿山矿提高浮选回收率的工艺改造
２ １ 工 艺流程 的优 化 ． 改造 前选 厂 的磨 选工 艺 为 １段 闭路磨 矿 、 ２粗 ２
ｌ ３１
总第 ５ ２期 １
现代矿 业
２１ ０ １年 １ ２月第 １ ２期
扫浮选 、 中矿 顺序 返 回流程 ， 图 １ 见 。
铜绿 山矿 矿 床 系 多 金 属 铜 矿 床 ， 生 铁 ， 生 共 伴 金 、 、 、 ， 类铜铁 矿石 中含 钼 、 、 、 、 等 银 钴 硫 各 硒 碲 铼 镓
呈 细小 的星散状 嵌布 在脉 石矿 物粒 问。黄铜 矿 和斑 铜 矿集合 体粒 度变化 较大 ， 一般 ０ １ ０ ２ｍ 大 粒 ． ～ ． ｍ，
粉 矿
从 表 ５可 以看 出 ， 经过尾 矿再 选 ，程的 ００ ６ ．８％降至新流程的 ００ ７ ； ．５ ％
铜 回收率 从 ９ ．９ 提 高 至 ９ ．２ ， 高 了 ２ ８ １７ ％ ４６％ 提 ．３ 个 百分 点 ， 年初 的考核 目标 高 出 ２ ３ 较 ．２个 百分 点 ；
（ ）４ ６ １ ． ２ ：０ － ０ ４
图 ２ 新 增 系统 流 程
２ ２ 改造前后 生产 指标对 比 ．
［ ］ 胡岳华 ， ５ 章顺利 ， 冠周， 石灰抑制黄铁 矿的活化机理研 究 邱 等．
［］ 中南工业 大学学报 ，９ ５ ２ （ ） １６ １９ Ｊ． １９ ，６ ２ ：７ －７ ．
表 １ 原 矿 化 学 成 分 分 析 结 果 ％
３５ｍ ６ 以上坑采资源基本枯竭， 一 ２ 而 ４５ｍ以下的
矿石 性质 发生 了较大 变化 ， 不仅 品位下 降 ， 且可 选 而 性 差 。 因此 ， 原工 艺 系 统 必须 进 行必 要 的适 应 性 改
古代青铜器锈蚀产物的拉曼和红外光谱分析
６１８，９７７（Ｖｓ）ｃｌｎｏ鲻与文献【１８】孛黄镑税（确０· ＰｂＳ饼）的拉曼特征峰（１４４，４３８，６１８，９７６（Ｖｓ）
ｃｍｑ）接近，初步判断为黄铅矾（淡黄色）。为进一
步确认这～雍断，取少量ｐ融００７２样品，进行成分
分析（ＸＲＦ）和物相分析（ＸＲＤ），分析结果见表２和
圈３。
’
万方数据
１４８
万方数据
第２期
李 涛等：古代青铜器锈蚀产物的拉曼和红外光谱分析
１４９
物质为氯铜矿，由此也证实分布在该馆诸多青铜器 矿。
‘
上的“粉状”锈蚀物为“粉状锈”［１ ９１。
图６ ＰＤ－００８０中淡绿色、绿色混合物的拉曼光谱
Ｆｉｇ．６ Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｐａｌｅ ｇｒｅｅｎ ａｎｄ ｇｒｅｅｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ＰＤ－００８０
攀涛等：吉代青镪器锈饿产物的拉曼鄹红外光谱分析
１４７
子组成。激光拉曼光谱目前是一个很活跃的学科， 它的应用尚处于不断开发之中，其应用范围在不断 扩大。圭予激光拉曼光谱分析毒以不破落样麓，覆 且可以作微区分析，因此，非常适合予考古样晶的分 析。目前，见诸报道的应用拉曼光谱进行科技分析 的吉代文兹蠢：（１）壁蓬、手祷、字黧等上蟊酶颜料， 包括有机颜料和无机颜料【卜３３；（２）青铜器的锈蚀 产物１４－１０３；（３）黏土类制品，如陶瓷器、玻璃中的呈 色物凌等【ｎ－１２］；（４；石震文物戆威亿产物［１３：；（５） 古代墨水及残留物等［１４ｊ等。
红外光谱分析。红外光谱法是利用物质对红外 光送电磁辖骞圣戆选择性吸收来透符结梅分新、定性 和定量分析的一种分析方法。突出的特点是特征性 强，常作为“分子指纹”被广泛应用予分子结构的研 究张亿学缰成豹分析。潜藏，在文物的科技分析孛， 主要应用于古代有机质文物，如纺织品［１５】、漆器（漆 膜）￡１６］等的分析，此外，逐被借助予青铜器锈蚀机理 的搽讨研究ｌ＂ｊ等。
大红山铜矿选矿
2.1 原矿性质
2.1.1 原矿矿物组成
表2—1 矿物相对概量表
矿物名称
黄铜矿
概量（%）
1.90
矿物名称
赤铁矿
概量（%）
0.24
矿物名称
黑云母
概量（%）
25.17
矿物名称
绿泥石
概量（%）
3.02
磁铁矿 24.48 铜蓝
微 斜长石 14.15 方解石 1.18
黄铁矿 0.14 孔雀石
大红山矿区海拔标高在600～1850m（米），属侵蚀剥蚀山地 地形，切割深，起伏大，网状沟谷发育。地震烈度为7度。曼岗 河、肥味河、老厂河从矿区流过，在选厂南面1km（公里）处汇 合为浑龙河，再流入戛洒江。以曼岗河为界，玉溪矿业有限公司 大红山铜矿与其东侧的昆明钢铁公司大红山铁矿隔河相望。
大红山铜矿为玉溪矿业下属主力矿山，目前日采选生产规模为15000吨 /日，其中一选厂日处理能力为10000吨，年产铜精矿2万吨以上，铁精矿 60万吨以上，是中国有色行业最大的井采矿山。1997年7月1日～2007年12 月25日止，累计生产铜精矿12.9万吨、铁精矿299万吨。
分布率（%） 58.1 3.30 11.50 5.70 1.60 16.20
矿物名称 赤铁石 硅酸铁 合计
含量（%） 0.40 0.68 30.03
分布率（%） 1.30 2.30
100
2.1.4 原矿的工艺矿物学特性 2.1.4 .1主要矿物的产出特征
2.1.4.2 主要金属矿物的嵌布粒度
矿石中主要金属矿物的嵌布粒度较粗 (见表2-7) ，其嵌镶关 系简单，多数是毗连关系，少数呈包裹关系。有利于磁铁矿、 黄铜矿的解离。
刚果(金)低品位氧化铜回收工艺研究
湖南有色金属ＨＵＮＡＮＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳ第３６卷第２期２０２０年４月作者简介：易运来（１９７９－），男，高级工程师，主要从事有色金属选矿工艺及药剂研发工作。
刚果（金）低品位氧化铜回收工艺研究易运来，薛 伟，李晓东，毛 竞（湖南有色金属研究院，湖南长沙 ４１０１００）摘 要：对刚果（金）某氧化铜堆存矿回收工艺试验研究表明，在样品含铜１ ３％左右，且铜氧化率９５％以上的情况下，原矿磨矿至－０ ０７４ｍｍ占６５％左右，采用高梯度强磁选机磁选－磁选精矿常温酸浸工艺，获得铜品位８％以上、铜回收率７４％以上的磁选精矿。
磁选精矿采用硫酸常温浸出，在酸矿比０１５的条件下，铜的浸出率达９３％以上，磁选抛尾率接近９０％，相比原矿直接酸浸的酸矿比０ ６，酸耗大幅降低。
磁选－酸浸联合工艺，铜的综合收率达６８％以上，实现了铜资源的有效回收与利用。
关键词：氧化铜矿；磁选；选冶联合工艺中图分类号：ＴＤ９２６ ４＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－５５４０（２０２０）０２－００１６－０３ 随着开采年限的推移，刚果（金）历史遗留下来的氧化铜堆存矿矿石量巨大，由于露天堆存，氧化率高，泥化严重，且铜品位低，铜的赋存状态复杂，采用单一浮选工艺，浮选指标较差，选矿成本较高［１～４］。
本试验研究的该地区某氧化铜矿，除上述特点外，碱性脉石含量高，导致直接酸浸成本高，经济效益差。
因此，开发对该类型铜矿的简单、实用的选冶联合工艺具有重要的现实意义。
在矿石性质研究的基础上，本文主要从选冶联合角度探讨开发此类矿石的技术工艺。
１ 矿石性质原矿取自刚果（金）某铜矿，原矿化学多元素分析结果见表１。
表１ 原矿化学多元素分析结果％组分ＣｕＦｅＳＭｎＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＭｇＯＣａＯＫ２Ｏ含量１ ３３３ １２０ １２０ ０４４０ ７０５ ３４１０ ２６１３ ０６０ ７５ 表１结果表明，矿石中可供选矿回收的主要元素是铜，铜品位１ ３％左右；其它金属矿物主要是Ｆｅ；脉石组分ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３的含量为４６ ０４％，主要是硅（铝）酸盐和石英；而ＭｇＯ和ＣａＯ的含量高达２３ ３１％，说明碳酸镁和碳酸钙在原矿中的含量较高。
某复杂铜镍硫化矿选矿试验
都最高。在后续 的试验 中选用丁黄药与 Ｂ ９ ８组 Ｋ０
合药剂作为铜镍混选 的捕收剂 。
铜精矿 ０ ８ ．１
２ ． ２ ０ ７ ０ １ ．３ ０． ４ ６． ４ ９ ２ Ｏ ０． ４ ０． ７ ０
６．８ ６ １
１ ８ ４
铜镍混浮一 镍精矿 ５ １ ．９ 铜镍分离流程 尾 矿 ９ ．０ ４ ０
将 试样 磨 至 一０ ０４ｍ 占 ７ ％ ， 定碳 酸钠 ．７ ｍ ０ 固
用量 为 ５ ０ ｇ ｔＣ ０ ／ ， ＭＣ用量 为 ２ ０ ／ ， 察 各 种 捕 收 ０ ｇ ｔ考
剂 进行铜 镍混 合浮 选 ， 用活 性炭脱 药 、 采 加石灰 进行
铜镍分离 ， 预先脱除滑石的流程增加了添加 Ｂ ２４ Ｋ ０
１ ４
呼振 峰 ： 某复杂铜 镍硫 化 矿选矿 试 验
１０ Ｏ ８ ０
２１ 年 １ ０１ １月第 １ 期 １
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磨 矿 细 度 一００ ４ｍ ｎ ％ ．７ ｒ／
ＣＭＣＪ 量 ／（ ／） Ｆ ｆ ｊ ｇｔ
图 ４ 磨 矿细度试验结果
－ 一铜 回收率 ； 一镍 回收率 ； 一铜 品位 ； ・ ▲ ◆ 一镍品位 ； 一氧化镁品位 ０
关键 词 铜镍硫 化 矿 混 合浮 选 铜镍分离
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｅ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｍ ｐ ｅ ｐ ｅ － ｉ ｋ ｌＯｒ ｓ ａ ｃ ｎ Ｍ ｎ ｒ ｌＰ ｏ ｅ ｓｎ ｃ ｎ ｌｇ ｆａ Ｃｏ ｌ ｘ Ｃｏ流 程对 比试 验 ．
才 能返 回到球磨 机 使 用 ， 综合 考 虑 上 述 两 个 流程 方 案， 选择 铜 镍 混 浮一铜 镍 分离 工 艺 流程 进 行 条件 试
铜冶炼艾萨炉渣的矿物组成研究
铜冶炼艾萨炉渣的矿物组成研究摘要：本文以铜冶炼艾萨炉渣为研究对象，采用化学成分、X射线衍射分析、扫描电子显微镜和矿物解离度分析仪等手段，探究了铜渣的矿物组成和主要矿物的嵌布特征。
研究结果表明铜渣主要由斑铜矿、橄榄石、磁铁矿等9种矿物组成，铜渣中各矿物的共生关系较为复杂，存在较多复杂连生或包裹现象，其中铜主要赋存形式为斑铜矿、斜方硫铁铜矿、黄铜矿和少量金属铜。
关键词：铜冶炼；艾萨炉渣；矿物组成；嵌布特征0 引言我国是铜冶炼生产大国和第一铜消费大国，虽然国内铜矿石资源相对丰富，但大多是贫矿、中小型矿山，因而采选难度大、成本高[1]。
随着经济的快速发展，下游行业对铜资源的需要也快速的增长，但目前国内大部分冶炼厂铜资源都不同程度的依赖铜精矿进口[2,3]。
据统计，在铜冶炼生产过程中，每生产1t铜会伴随产生2~3t的铜渣，目前每年的铜渣产生量可达2000万t，截止到2019年，铜渣的堆积量已经达到3亿t[4]。
本文以西南铜业分公司艾萨炉铜渣为研究对象，通过SEM、MLA等测试方法，探究铜渣中可供选矿回收和综合利用的有用元素和各矿种组成的嵌布特征，以期能为对铜渣的资源综合利用提供一定的理论依据。
1试验方法本文以贫化电炉澄清分离后的艾萨炉铜渣样品为研究对象，采用化学多元素分析、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射分析仪、矿物解离度分析仪 (MLA)等测试表征方法，对铜渣的化学组成、矿物组成及矿物学特征进行深入的研究。
2 铜渣性质2.1铜渣样品化学成分铜渣的化学多元素分析结果见表1。
化学分析结果表明，铜渣中主要由Fe和SiO2组成，其次为少量Al2O3、CaO、MgO、Zn、Cu，和微量的S、Pb等。
表1 铜渣化学多元素分析结果/%元素AsCuFeSiO2Al2O3SCaOMgOZnPb含量.27.5839.831.44.78.862.072.391.70.23 2.2铜渣矿物组成铜渣样品经过X射线衍射分析仪和MLA分析等表征手段分析，分析结果如表2所示。
从刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石中浸出铜钴试验研究
第42卷第5期(总第191期)2023年10月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .5(S u m.191)O c t .2023从刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石中浸出铜钴试验研究王 刚(金诚信矿山工程设计院有限公司,北京 100176)摘要:研究了采用直接酸浸法处理刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石,考察了磨矿细度㊁液固体积质量比㊁硫酸用量㊁浸出温度和时间对铜㊁钴浸出的影响㊂在磨矿细度-74μm 占85%㊁液固体积质量比4ʒ1㊁硫酸用量150k g /t ㊁浸出温度60ħ㊁浸出时间90m i n 条件下,铜㊁钴浸出率分别为87.32%㊁85.52%,渣率为90.4%,实际酸耗量为129.66k g /t ,铜钴回收效果较好㊂关键词:氧化铜钴矿;低品位;浸出;硫酸;铜;钴中图分类号:T F 803.21;T F 811;T F 816 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)05-0469-05 D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.05.006收稿日期:2023-05-06作者简介:王刚(1994 ),男,硕士,主要研究方向为稀贵金属提取分离及矿山工程设计㊂引用格式:王刚.从刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石中浸出铜钴试验研究[J ].湿法冶金,2023,42(5):469-473.铜㊁钴是重要战略金属,广泛应用于电气㊁国防㊁机械制造等工业领域㊂随着经济快速发展,铜㊁钴需求日益增加,但目前品位较高的铜钴矿资源越来越少[1-2],因此,加大对低品位铜钴矿资源的综合开发越来越受到重视㊂从低品位氧化铜矿中提取铜钴的工艺流程主要有混合浮选铜钴 酸浸铜钴精矿[3-6]㊁优先浮选铜 强磁选钴 分别浸出铜钴精矿[7-8]㊁直接酸浸铜钴[9-11]等㊂通过浮选法或浮选-磁选联合法富集铜钴,可减少浸出药剂消耗量,极大降低设备投资成本,但该工艺存在铜㊁钴回收率低㊁工艺复杂等缺点;直接酸浸铜钴可大大简化工艺流程㊂刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石中有价元素铜㊁钴品位较低,主要以氧化物形式赋存于矿石中,且矿石中含有大量镁绿泥石,难以用浮选法富集㊂试验在对某低品位氧化铜钴矿进行工艺矿物学分析基础上,研究了采用直接酸浸法处理该低品位氧化铜钴矿石,考察了单因素对铜㊁钴浸出的影响,优化了试验条件,以求实现对铜㊁钴的有效回收㊂1 试验部分1.1 试验原料氧化铜钴矿石:取自刚果(金)萨布韦公司选矿厂,矿石经破碎筛分(矿石粒度<2m m )后,混匀㊁缩分㊁冷藏,选取部分矿样进行工艺矿物学研究,矿石的理化性质㊁化学元素㊁主要元素的物相和矿物组成分析结果见表1~5㊂表1 矿石的理化性质矿石粒度/m m 矿石密度/(103k g㊃t -1)矿石含水率/%含泥率/%(以<0.018m m 记)<22.6726.54表2 矿石的主要化学元素组成%C uC oA sðF eZ nP bA u*A g*3.50.180.0063.890.0170.0120.234.9C a OM gO S i O 2SCA l 2O 3H g 2.1711.4452.910.413.417.54*.单位为g /t㊂表3 铜的物相分析结果铜物相w (铜)/%分布率/%自由氧化铜2.9283.76次生硫化铜0.041.15原生硫化铜0.339.47氧化铁等矿物结合铜0.174.88硅酸盐矿物结合铜0.030.75总计3.49100.00湿法冶金2023年10月表4钴的物相分析结果钴物相w(钴)/%分布率/%氧化钴0.15985.94硫化钴0.02010.81其他矿物0.0063.24总计0.185100.00表矿物组成及含量分析结果由表1看出:矿石经破碎筛分后,含泥率达6.54%㊂由表2看出:矿石中主要有价元素为铜和钴,质量分数分别为3.5%和0.18%,脉石元素C a O和M g O质量分数较高,两者合计达13.61%㊂由表3看出:铜主要以自由氧化铜为主,分布率达83.76%,硫化铜分布率仅有10.62%㊂由表4看出:钴主要以氧化钴为主,含量达85.94%,硫化钴仅有10.81%㊂由表5看出:铜矿物主要为孔雀石㊁假孔雀石㊁黄铜矿等,其中孔雀石为主;钴矿物主要为水钴矿和硫铜钴矿/硫砷钴矿,其中水钴矿占绝大多数,脉石矿物主要为石英㊁白云母㊁菱镁矿和镁绿泥石等,矿石类型为氧化铜钴矿㊂由于矿石中含泥多,氧化铜/氧化钴矿物含量高,采用浮选法富集铜钴,易造成大量铜钴矿物损失[12-13];另外,矿石中还含有大量镁绿泥石,会增加矿浆黏性,大量脉石矿物会通过浮选富集到精矿中[14],不利于提升精矿品质㊂因此,针对这一含泥多㊁低品位的氧化铜钴矿石,试验研究采用直接酸浸工艺处理,以求实现矿石中有价元素铜㊁钴的综合回收㊂1.2试验原理实际生产中,针对以氧化铜/钴矿物为主的矿石多采用硫酸浸出㊂其中,氧化铜矿物和二价钴氧化物会与硫酸反应,分别转化为易溶于水的硫酸铜和硫酸钴进入溶液;而三价钴氧化物因酸溶性较差,需通过添加适量还原剂或升高浸出温度等方法提高钴浸出率,试验选择硫酸亚铁(F e S O4)为还原剂㊂发生的主要化学反应如下[15-16]:C u O+H2S O4ңC u S O4+H2O;C u2O+H2S O4ңC u S O4+C u+H2O;C o O+H2S O4ңC o S O4+H2O;C u C O3㊃C u(O H)2+2H2S O4ң2C u S O4+C O2ʏ+3H2O;C u5(P O4)2(O H)4+5H2S O4ң5C u S O4+2H3P O4+4H2O;C o(O H)2+H2S O4ңC o S O4+2H2O; 2C o O(O H)+2F e S O4+3H2S O4ң2C o S O4+F e2(S O4)3+4H2O㊂1.3试验方法每次试验取矿样100g,添加到球磨机(X MQ 型,ϕ150ˑ50,磨矿浓度70%)中研磨,之后将矿样置入500m L烧杯中,加入适量水㊂再将烧杯置于恒温水浴锅(HH-2型)中,待温度达设定值,保温一定时间,开启搅拌装置(J J-1型),并加入适量配制好的硫酸,开始浸出,同时计时㊂浸出结束后,取浸出渣,洗涤㊁过滤㊁烘干㊁称重㊁混匀㊁缩分,测定其中铜㊁钴含量,计算浸出率㊂试验用硫酸和硫酸亚铁均为工业级㊂2试验结果与讨论2.1磨矿时间㊁磨矿细度对铜㊁钴浸出的影响为便于对比研究,用矿石粒度为-74μm占比代表磨矿细度,磨矿时间对磨矿细度的影响试验结果如图1所示㊂可以看出:随磨矿时间延长,磨矿细度-74μm占比逐渐增大后趋于平缓,说明磨矿效率随磨矿细度-74μm占比增大而逐渐降低㊂图1磨矿时间对磨矿细度的影响㊃074㊃第42卷第5期王刚:从刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石中浸出铜钴试验研究在液固体积质量比4ʒ1㊁硫酸用量150k g /t (终点p H 约为1.5)㊁浸出温度80ħ㊁浸出时间90m i n 条件下进一步考察了磨矿细度对铜㊁钴浸出率影响,试验结果如图2所示㊂图2 磨矿细度对铜㊁钴浸出率的影响由图2看出,磨矿细度对铜浸出影响较小,但对钴浸出率影响较大:磨矿细度-74μm 占50%~90%时,铜浸出率稳定在87%左右,钴浸出率随磨矿细度-74μm 占比增大而升高;在磨矿细度-74μm 占比增至85%后,铜㊁钴浸出率升高幅度均不大,趋于平稳㊂综合考虑能耗等因素,确定磨矿细度-74μm 占比85%左右为宜㊂2.2 硫酸用量对铜㊁钴浸出的影响试验条件:磨矿细度-74μm 占比85%,液固体积质量比4ʒ1,浸出温度80ħ,浸出时间90m i n㊂硫酸用量对铜㊁钴浸出率的影响试验结果如图3所示㊂图3 硫酸用量对铜㊁钴浸出率的影响由图3看出:随硫酸用量增大,铜㊁钴浸出率明显升高;硫酸用量增至150k g /t 时,铜㊁钴浸出率分别为88.12%和87.69%;继续增大硫酸用量,铜㊁钴浸出率变化不大,趋于稳定㊂矿石浸出过程中,硫酸不但会浸出铜钴矿物,还会与碱性脉石矿物作用,因此,硫酸用量是影响铜㊁钴浸出率的重要因素之一㊂综合考虑,确定硫酸用量以150k g/t 为宜㊂2.3 浸出温度对铜㊁钴浸出的影响在浸出氧化钴矿物时,由于C o3+氧化物不溶于水,微溶于酸,试验采用还原性较强的F e S O 4作还原剂,将其还原成易溶于酸的C o2+化合物[17],以提高钴浸出率㊂试验条件:磨矿细度-74μm 占比85%,液固体积质量比4ʒ1,硫酸用量150k g /t ,浸出时间90m i n ,添加F e S O 4并保持溶液中F e 2+初始质量浓度为0.6g /L ,即F e S O 4为钴所需理论量的1.0倍㊂浸出温度对添加F e S O 4前后铜㊁钴浸出率的影响试验结果如图4所示㊂图4 浸出温度对铜㊁钴浸出率的影响由图4看出:在相同浸出温度条件下,添加F e S O 4的铜㊁钴浸出率更高,但铜㊁钴的浸出率升幅有限㊂这说明矿石中大部分氧化钴矿物为酸溶性的C o 2+氧化物,需要还原后才能浸出的C o3+氧化物极少㊂由图4还可看出:浸出温度为20ħ时,钴浸出率很低,仅为53%左右,随温度升高,钴浸出率大幅升高,说明温度对钴浸出率影响较大;但温度升至60ħ后,铜㊁钴浸出率升幅不大,趋于稳定㊂可见,浸出此类矿石时,可通过升高温度强化钴的浸出㊂综合考虑生产成本等因素,确定浸出温度以60ħ为宜㊂2.4 浸出时间对铜㊁钴浸出的影响试验条件:磨矿细度-74μm 占比85%,液固体积质量比4ʒ1,浸出温度60ħ,硫酸用量150k g/t ,浸出过程中补充纯水以保持溶液体积恒定㊂浸出时间对铜㊁钴浸出率的影响试验结果如图5所示㊂㊃174㊃湿法冶金 2023年10月图5 浸出时间对铜㊁钴浸出率的影响由图5看出:铜㊁钴浸出速度均较快,铜在浸出30m i n 时基本浸出完全,钴在浸出60m i n 时基本浸出完全;继续延长浸出时间,铜㊁钴浸出率均无明显升高㊂综合考虑,确定浸出时间以90m i n 为宜㊂2.5 硫酸亚铁用量对铜㊁钴浸出的影响试验条件:磨矿细度-74μm 占比85%,浸出温度60ħ,液固体积质量比4ʒ1,硫酸用量150k g/t ,分别保持浸出溶液中F e 2+初始质量浓度为0.3㊁0.6㊁0.9㊁1.5g /L ,即F e S O 4分别为钴所需理论量的0㊁0.5㊁1.0㊁1.5㊁2.5倍㊂硫酸亚铁用量对铜㊁钴浸出率的影响试验结果如图6所示㊂图6 硫酸亚铁用量对浸出率的影响由图6看出:还原剂F e S O 4用量对铜㊁钴浸出率影响不大,这进一步说明该矿石中的钴矿物多为酸溶性较好的氧化钴,而酸溶性较差㊁能还原的C o3+氧化物极少㊂为减少试剂耗量㊁降低生产成本,实际生产中不建议添加F e S O 4,可通过适当升高温度㊁强化磨矿等其他方式强化钴的浸出㊂2.6 综合试验根据单因素试验结果,确定优化浸出条件为:磨矿细度-74μm 占比85%,浸出温度60ħ,液固体积质量比4ʒ1,硫酸用量150k g/t ,浸出时间90m i n ㊂在该条件下进行综合验证试验,结果见表6㊂可以看出:在优化条件下,铜㊁钴平均浸出率为87.32%和85.52%,渣率为90.4%,酸耗量为129.66k g /t ,较好地实现了有价元素铜㊁钴的综合回收㊂表6 综合试验结果序号C u2+浸出率/%C o2+浸出率/%渣率/%酸耗量/(k g㊃t -1)186.8084.8190.5128.86287.8386.2290.3130.46平均87.3285.5290.4129.66用显微镜对浸出渣进行观察分析发现,其中铜矿物主要为黄铜矿,粒度较细,一般为5~38μm ,其次为少量铜蓝㊁斑铜矿㊁辉铜矿㊁蓝辉铜矿,偶见孔雀石㊁赤铜矿等;钴矿物主要为硫铜钴矿,偶见水钴矿等;其他金属矿物有褐铁矿㊁赤铁矿㊁金红石及少量氧化锰矿物等㊂为进一步考察浸出渣中铜㊁钴损失,对浸出渣中铜㊁钴矿物物相进行分析,结果见表7㊁8㊂表7 浸出渣中铜物相的分析结果铜物相w (铜)/%分布率/%自由氧化铜0.012.27次生硫化铜0.036.82原生硫化铜0.3272.73氧化铁等矿物结合铜0.049.09硅酸盐矿物结合铜0.049.09总计0.44100.00表8 浸出渣中钴物相的分析结果钴物相w (钴)/%分布率/%氧化钴0.0013.57硫化钴0.02071.43其他矿物0.00725.00总计0.028100.00 由表7㊁8看出:浸出渣中的铜主要以硫化铜及结合铜形式存在,对于酸浸工艺,铜损失率在合理范围内,铜浸出率很难再提高;浸出渣中的钴主要以硫化钴及分散于褐铁矿㊁氧化锰矿物㊁脉石等矿物中的其他钴形式存在,对于酸浸工艺,进一步细磨,钴浸出率将有所提高,但幅度有限㊂㊃274㊃第42卷第5期王刚:从刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石中浸出铜钴试验研究3 结论采用直接酸浸工艺浸出刚果(金)某低品位氧化铜钴矿石是可行的㊂在磨矿细度-74μm 占比85%㊁浸出温度60ħ㊁硫酸用量150k g /t ㊁液固体积质量比4ʒ1㊁浸出时间90m i n 条件下,铜㊁钴浸出率分别为87.32%㊁85.52%,渣率为90.4%,酸耗量为129.66k g /t ㊂该法的铜㊁钴浸出效率较高,酸耗较低,回收效果较好㊂参考文献:[1] 黄洁,邓思杨,马晓婷,等.全球铜产业发展现状与建议[J ].现代矿业,2021,37(6):1-5.[2] 袁小晶,马哲,王安建,等.中国钴供应链风险与控制力评价[J ].地球学报,2023,44(2):351-360.[3] 廖乾,解振朝,李淮湘,等.某含钴氧化型铜矿选冶联合成套工艺研究[J ].矿冶工程,2022,42(4):86-89.[4] B I E N V E N U I M ,M E S C HA C -B I L L K ,A L E X I S M D ,e t a l .C o m p a r a t i v e s t u d y of a p p r o a c h e s b a s e do n t h e t ag u chi a n d a n o v a f o r o p t i m i s i n g t h el e a c h i n g o f c o p p e r -c o b a l t f l o t a t i o nt a i l i n g s [J ].C h e m i c a lE n g i n e e r i n g C o m m u n i c a t i o n s ,2017,204(4):512-521.[5] 郜伟,肖仪武,方明山.非洲某硫化铜钴矿铜钴赋存特征与可选性[J ].矿冶,2022,31(6):114-119.[6] 余洪,宋文强,张汉泉,等.硫精矿中铜钴同步浸出试验研究[J ].矿冶工程,2021,41(5):89-92.[7] 孟祥龙,张海宝,陈燕杰,等.刚果(金)铜钴矿处理方法综述[J ].有色冶金设计与研究,2022,43(1):1-4.[8] 张汉彪,薛伟,易运来.刚果(金)某钴矿选矿新思路[J ].现代矿业,2019,35(9):130-132.[9] 曹耀华,王威,刘红召,等.从某铜钴氧化矿石中浸出铜钴试验研究[J ].湿法冶金,2020,39(6):478-482.[10] 郭双华.从某低品位氧化铜钴矿石中直接浸出铜钴[J ].湿法冶金,2021,40(3):190-192.[11] 田春友,钟先林,张晓峰,等.从刚果(金)铜钴氧化矿中还原酸浸铜和钴[J ].湿法冶金,2021,40(5):369-372.[12] 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p e r a n dc o b a l tw e r e i n v e s t i ga t e d .U n d e r t h e c o n d i t i o n s o f -74μm g r i n d i n g f i n e n e s so f85%,l i q u i dv o l u m e -s o l i d m a s sr a t i oo f4ʒ1,s u l f u r i ca c i dd o s a g eo f 150k g /t ,l e a c h i n g t e m p e r a t u r eo f60ħ,l e a c h i n g t i m eo f90m i n ,t h el e a c h i n g r a t e so fc o p pe ra n d c o b a l t a r e 87.32%a n d 85.52%,r e s p e c t i v e l y ,t h e s l a g r a t e i s 90.4%,a n d t h e a c t u a l a c i dc o n s u m pt i o n i s 129.66k g /t .T h e r e c o v e r y e f f e c t o f c o p pe r a n d c o b a l t i s b e t t e r .K e y wo r d s :c o p p e r -c o b a l t o x i d e o r e ;l o w g r a d e ;l e a c h i n g ;s u l f u r i c a c i d ;c o p p e r ;c o b a l t ㊃374㊃。
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铜矿的物相分析
1、简述：
铜的矿物种类很多，一般可分为简单和复杂的铜矿物，在进行复杂铜矿物相分析时，可分为五种：
1）硫酸铜；2）次生硫化铜；3）原生硫化铜；4）自由氧化铜；5）络合氧化铜
在简单的铜矿物相分析中可分三种：
1）氧化铜；2）次生硫化铜；3）原生硫化铜
2、分析手续：
1）铜的硫酸盐
取0.5克试样于100mL烧杯中，加水50mL，水浴2小时，后过滤，滤液测定铜的含量，为铜的硫酸盐（CuSO4）。
2）铜的氧化物
上述残渣移入原烧杯中，加入5%H2SO450mL，0.5克亚硫酸钠在70~80℃水浴上浸取1小时后过滤，滤液测定铜的含量，为铜的氧化物（硅孔雀石、兰铜矿、赤铜矿、黑铜矿）。
3）次生硫化铜
上述残渣连同滤纸移入原烧杯中，加入10克硫脲1mol HCl 50 mL，稍稍加热，溶解硫脲（硫脲温度不易过高，否则硫会分解出来），室温浸取3小时过滤。
滤液测定铜的含量，为次生硫化铜。
（辉铜矿、斑铜矿、铜等）
4）上述残渣、王水溶解测定，铜含量，即为原生铜矿（Cu FeS2）
3、差减法测定上述四种铜的化合物
1）第一份：矿样用水浸取测硫酸铜a
2）第二份：矿样用5%硫酸、亚硫酸钠浸取测硫酸铜加氧化物b
3）第三份：矿样用10克硫脲1mol，盐酸50mL，浸取测a+b+次生铜矿，c。
4）第四份：用王水溶解测定，原矿Σ%，Cu，d
b-a，所得结果为氧化铜
c-b，所得结果为次生铜矿
d-c，所得结果为原生铜矿。
4、分析流程图
矿样
H2O
滤液残渣
（铜的硫酸盐）5%H2SO4
CuSO41%亚硫酸钠
滤液残渣
（铜的氧化物）10g硫脲50mL
硅孔雀石CuSiO3·2H2O 1mol HCl室温3小时
兰铜矿2CuCO3·Cu（OH）2
赤铜矿Cu2O
黑铜矿CuO
残渣
滤液王水溶解
（次生铜矿硫化物）（原生铜矿）
辉铜矿Cu2S CuFeS2黄铜矿斑铜矿Cu3FeS2
铜兰CuS。