國內外硫化銅礦濕法冶金發展現狀

????摘要:介紹國內外硫化銅礦濕法冶金研究現狀，論述復雜黃銅低溫低壓畏出的特點。對伴砷、鋅的復雜黃鑰礦，低溫低壓浸出，祝浸出率可達到95%以上.硫85%以上轉化為元素硫，砷形成穩定的砷酸鐵固定在渣中，精礦中黃鐵礦荃本不參加反應.該技術在國內外具有廣闊的應用前景。

關鍵詞:冶金技術;硫化銅礦;綜述;濕法冶金;低溫低壓

????目前火法煉銅仍然占主導地位，世界上約有75%--80%的銅是通過傳統的“熔煉一吹煉一精煉一電解”工藝生產的。但國內外隨著銅礦資源的不斷開采利用，礦石品位越來越低，環境保護也已經引起了各國政府的高度重視，相繼出臺了各種有關環境的保護法，對冶金行業的三廢排放進行了嚴格的要求，火法煉銅的一些弊端和不足已逐漸暴露出來。我國已經嚴令禁止5萬t以下的火法粗銅項目，西方國家濕法煉銅比例在逐年增加。 2002年世界上通過濕法冶煉生產的銅占銅總產量的25%左右，預計到2005年將達到30 %，比例高的智利已經達到30 .10 %。特別是“浸出一萃取一電積”工藝給銅工業帶來了技術革命。

1硫化銅礦濕法處理工藝

????近年來國內外冶金學者們針對硫化銅礦特別是煉銅主要原料黃銅礦的濕法浸出進行了大量的研究，目前大多數處于實驗室或半工業試驗階段。主要有生物浸出、常壓氯鹽浸出、加壓浸出。

1.1生物浸出

????生物冶金是近20年才興起的濕法冶金新技術，在處理輝銅礦原礦方面已經實現了工業化應用，對黃銅礦的生物浸出多處于實驗室研究階段，國內外比較有代表性的工藝有Billiton BioCOP、澳大利亞的Bactech, Mintek( The Intec Process一Superior andSustainable Copper Production, May 2001)，我國只有德興銅礦建設了年產2000tCu/a的生物堆浸工廠。生物浸出的優點是基建投資少、可大規模就地浸出，可處理低品位銅礦，其缺點是浸出周期長、銅

浸出率低、無選擇性。銅礦中除含有銅的硫化物外，往往還含有大量黃鐵礦或磁黃鐵礦，氧化浸出時幾乎所有的鐵和硫都被氧化，生成大量的硫酸鐵廢液，采用石灰中和后產出具有潛在污染的鐵礬。目前處理輝銅礦原礦一般需要SOd才能氧化浸出80%的銅，而對于黃銅礦則需要更長的時間。生物浸出銅浸出率一般在70 % }-- 90 %，而其他強化浸出過程銅浸出率可達到90%一95 % o

????Billiton BioCOP和Bactech研究結果表明，輝銅礦在35 -- 45'C就可浸出的比較完全，而黃銅礦則需要更高的溫度75 0C，這需要培育耐高溫菌種，目前正在實驗室研究階段。

1.2常壓抓鹽浸出

????具有代表性的工藝有澳大利亞的“Inte。工藝”和奧特昆普開發的“HydroCopper”提銅工藝。核心技術是采用四段逆流浸出，前三段鼓風浸出銅，第四段浸金。浸銅12h浸出率可達95%以上，浸金需4h，共15h。銅精礦與廢電解液在80 -r 85℃常壓下逆流浸出，送浸出的廢電解液一般含Cu 30g/L,NaCI 2808/L, NaBr 28g/I_o

????從第一段溢流出來的浸出液中的銅離子經銅粒床還原成一價狀態，再通過石灰調pH值到5.5，除去鐵、秘、鉛、鋅及少量砷和銻，然后送電解生產銅粉。如果生產高純陰極銅，需進行火法精煉和電解。

該工藝以處理輝銅礦為主，更適合于處理含貴金屬如金、銀較高的硫化銅礦。Inte。工藝在1998年完成1 t-Cu粉/d的半工業試驗后未見有新的進展報道。

1.3加壓漫出

1.3.1高溫高壓浸出一Placer Dome工藝。在200一230℃ , 700--1700kPa條件下全氧壓浸出。主要應用于難浸金礦的預處理，金礦中的硫化物完全氧化，使被包裹的金得到釋放。產生的大量硫酸可用在氧化銅礦的堆浸上。浸出渣氛化回收貴金屬。該工藝精礦不需要細磨，也不需加入抓離子和其他催化劑。

I.3.2中溫中壓浸出。CESL工藝。該工藝是1992年由加拿大科明科公司工程服務公司提出的( Cominco Engineering Services Ltd )，所以叫做CESL法。要求磨礦細度達到一40}em占95 96，另外保持浸出液中有12以L左右的C1-，在150，總壓1. 38MPa條件下浸出，礦石中的硫大部分以元素硫S0進入浸出渣，鐵和貴金屬也入渣。元素硫必須在貴金屬之前從浸出渣中除去，CESI_采用熱濾法脫硫，主張應用全抓乙烯溶硫。浸出液采用萃取一電積工藝生產陰極銅。

????Dynate。法。是由加拿大舍利特公司開發的，要求精礦粒度90%小于10μm，黃銅礦在150，輝銅礦在100`C ,氧分壓500 -1500kPa條件下浸出，該技術是用來浸出鋅精礦，后來發展到處理黃銅礦，唯一不同之處就是后者在浸出時加入了木素作為分散劑以緩解硫的包裹。浸出渣浮選回收銅和元素硫，佩化浸出回收貴金屬。

NSC工藝。由美國愛達荷州的陽光采礦和冶煉公司、蒙大拿州的礦物新工藝研究中心聯合開發。要求磨礦粒度達???80%小于l0μm，在125一175℃，壓力630kPa條件下加壓浸出，過程中加入硝酸作為催化劑，氧氣作為氧化劑進行催化氧化。1985一1995年主要處理含銀和少量輝銅礦的黝銅礦,1995年原料枯竭后從其他地方購買復雜硫化礦進行生產，造成年產量不穩定。目前正在開發黃銅礦的加壓浸出技術，處于實驗室研究階段。

1.3.3低溫低壓浸出。Activox工藝。該工藝是由Dominion Mining Limited發展的，但后來由Activox Technologies Pty Ltd實現了工業化，用來處理高品位的輝銅礦。該工藝的關鍵是精礦細磨，要求磨礦粒度達到-10μm占80%以上，然后在低溫中壓(95 --100℃?,1000kPa)條件下浸出。目前該技術的協作單位主要有Dominion礦業有限公司、Avin(南非)、西部礦業技術公司、WMC資源部、Straits資源部、Newcrest礦業有限公司、Kalgoorlie礦山集團、El Misti礦山(秘魯)、美國Anglo股份公司等。

????Pasminco工藝。該工藝以Cl - -SO42-為浸出介質，精礦細磨后90℃通氧氣常壓浸出，主要用來處理冰銅。浸出后液萃取一電積生產陰極銅，已經實現了工業化生產。Ausenco工程技術公司正在研究用該工藝處理低品位黃銅礦。

????MIM Albion法。該工藝由澳大利亞的MIMHoldings開發，主要用于處理復雜硫化銅礦。其關鍵技術為:超細磨礦，要求磨礦粒度達到80%以上小于20μm;在低溫、高酸度下浸出，銅浸出率可達95%;浸出過程中通入純氧。該技術處于實驗室研究階段。

????Mt Gordon硫酸高鐵法。該工藝是由澳大利亞Mt Gordon西部金屬公司開發的，主要用于處理輝銅礦原礦。要求磨礦細度全部小于75μm，在90℃?,PO2?800kPa下加壓浸出。已經建成了年產5萬t陰極銅的濕法煉銅廠，噸銅投資只有loos美元左右，加工成本與火法基本相當。

????BGR I MM-LPT工藝。國內對硫化銅礦濕法冶金也進行了大量的研究，其中包括加壓浸出、礦漿電解、細菌浸出等方法。北京礦冶研究總院是國內較早研究黃銅礦加壓浸出的單位之一，近幾年，在處理復雜硫化礦物方面開展了大量的試驗工作，在一些關鍵技術上取得了突破性進展，分別形成了硫化鋅精礦、復雜硫化銅礦、復雜鎳鉆硫化物加壓浸出新工藝，并申請了國家專利。目前已經完成了復雜黃銅礦的半工業試驗，在較低溫度和較低壓力下，首次實現了黃銅礦的完全浸出，銅浸出率在95%以上，黃鐵礦基本不參與氧化反應，85%以上的硫生成了單質硫，砷與鐵結合成穩定的砷酸鐵被固定在渣中。該技術已經通過了國家技術鑒定，鑒定結果認為BGRIMM-LPT技術在該領域達到國際領先水平。

2加壓浸出工藝的優越性

2.1級化劑消耗低

????無論哪種工藝，都需要氧化劑才能將硫化銅礦溶解。以黃銅礦氧化浸出為例，為了便于比較，設定銅精礦含Cu 12.596, Fe 3596, S 4096,銅主要以黃銅礦形式存在，鐵主要以黃鐵礦形式存在。

????生物浸出過程中主要反應為式(1)和式(2)，常壓氯鹽