曾 培，陳興海，馬鑫銘

（1.華剛礦業(yè)股份有限公司，北京 100039；2.礦冶科技集團有限公司，北京 100160）

剛果（金）SICOMINES銅鈷礦屬于大型層狀銅鈷礦床，銅金屬儲量達868萬t。該礦山采用“先浮硫后浮氧”的選礦工藝，實現(xiàn)了對銅礦物的有效回收，得到的氧化銅精礦產(chǎn)品采用濕法冶金生產(chǎn)陰極銅，硫化銅精礦外銷。為提高產(chǎn)品的附加值，計劃對硫化銅精礦進行就地冶煉。

硫化銅精礦冶煉工藝主要有火法熔煉、硫酸化焙燒-濕法、氧化焙燒-濕法、加壓酸浸等。因該硫化銅精礦具有低硫、高銅特點，采用火法冶煉需要配入含F(xiàn)e、S的礦種，當?shù)厝狈ε涞V要求的黃銅礦或黃鐵礦，火法冶煉的優(yōu)勢無法發(fā)揮；加壓酸浸在高溫高壓下進行，對操作人員和設備的要求較高。氧化焙燒-酸浸工藝是處理硫化銅精礦的主要技術之一，在工業(yè)基礎薄弱、電力資源不足、技術水平較低的剛果（金）更具吸引力。

本文以該礦山選礦所得的硫化銅精礦為試驗對象，采用預浸出-焙燒-酸浸工藝，分別考察預浸出用酸量、液固比以及焙燒溫度、預浸渣焙燒浸出用酸量等因素對銅回收率和浸出液中鐵、鎂離子濃度的影響，得出最佳的工藝試驗條件，為后續(xù)硫化銅精礦冶金方案論證提供依據(jù)。

1 試驗原料

經(jīng)礦石元素分析，硫化銅精礦主要化學分析結果如表1所示。

表1 硫化銅精礦主要化學分析結果

2 試驗結果分析

2.1 預浸出試驗

2.1.1 預浸出用酸試驗

在預浸出液固比4∶1、浸出溫度28 ℃、預浸時間2.0 h的條件下，開展預浸出用酸試驗，硫酸在試驗開始時一次性加入。預浸出酸用量對銅、鐵、鎂浸出率的影響如圖1所示。

圖1 酸用量對預浸過程金屬浸出率的影響

試驗結果表明，酸用量的變化對Cu的浸出率影響不大，對Fe和Mg的浸出率影響較大。酸用量增大至0.35 t/t礦時，Cu浸出率為29.18%，而Fe和Mg的浸出率分別增大至41.03%和25.93%，之后隨著酸用量變化，Mg浸出率基本不變，F(xiàn)e浸出率略有增長。因此，宜采用的酸用量為0.35 t/t原礦，此時礦漿終點pH約為1.0。

2.1.2 預浸出液固比

在硫酸用量0.35 t/t原礦、浸出時間2.0 h、浸出溫度28 ℃的條件下，考察液固比對金屬浸出率的影響，硫酸在試驗開始時一次性加入。預浸出液固比對銅、鐵、鎂浸出率的影響如圖2所示。

圖2 液固比對預浸過程金屬浸出率的影響

試驗結果表明，預浸出液固比對Cu和Mg的浸出率影響不大，對Fe浸出率稍有影響，且液固比越小，鐵的浸出率越高。綜合考慮溶液處理量并盡可能除去銅精礦中的鐵，選擇預浸出液固比為2∶1。

2.1.3 預浸出綜合試驗

在硫酸用量0.35 t/t原礦、溫度28 ℃、浸出時間2.0 h和液固比2∶1的條件下，開展預浸出綜合試驗。預浸出綜合試驗結果如表2所示。

表2 預浸出綜合試驗結果

試驗結果表明，主要元素銅浸出率為29.62%，鈷浸出率為40.00%，鐵浸出率為45.45%，鎂浸出率為16.21%。酸浸渣中硫含量為13.67%，相比原料硫化銅精礦的硫含量（9.99%），明顯升高，得到富集，為后續(xù)焙燒工序的自熱焙燒提供保證。硫化銅精礦在試驗條件下進行預浸出時，預浸渣率約為75%。

2.2 預浸渣焙燒試驗

使用硫化銅精礦預浸處理得到的浸出渣進行焙燒試驗。焙燒溫度設定為750 ℃，考察了焙燒時間對脫硫率的影響。試驗結果如圖3所示。

圖3 焙燒時間對預浸渣脫硫率的影響

試驗結果表明，750 ℃溫度下焙燒2.0 h，焙砂產(chǎn)率為102.80%，脫硫率達到76.84%，脫硫率隨著焙燒時間的延長有所增大，但增大趨勢減緩。

2.3 預浸出-焙燒渣浸出試驗

在浸出時間3.0 h、浸出溫度50 ℃、液固比8∶1的條件下，開展預浸出-焙燒渣浸出用酸量試驗，硫酸在試驗開始時一次性加入。試驗結果如表3所示。

表3 預浸出-焙燒渣浸出用酸量試驗

試驗結果表明，浸出用酸量對Cu、Fe、Mg的浸出影響較小，在酸礦比為2.0（殘酸約為140 g/L）的條件下，鐵的浸出率仍小于5%，浸出液的鐵含量僅約為0.1 g/L，這十分有利于浸出液直接進行電積，同時電積貧液可大量直接返回浸出，電積貧液開路量大大減少。焙砂浸出渣含銅約6%，預浸出-焙燒-浸出的總渣率約為20%，銅的總浸出率約為98%。焙砂浸出液中，鐵含量約為0.1 g/L，鎂含量約為1.4 g/L。

3 結論

硫化銅精礦的適宜預浸條件為：硫酸用量0.35 t/t礦，溫度28 ℃，浸出時間2.0 h，液固比2∶1。在該酸浸條件下，預浸渣率約為75%，主要元素銅浸出率為29.62%，鈷浸出率為40.00%，鐵浸出率為45.45%，鎂浸出率為16.21%。預浸出后，酸浸渣硫含量為13.67%，相比原料硫化銅精礦的硫含量（9.99%），顯著升高，硫含量增加有利于實現(xiàn)焙燒爐的自熱反應，提高煙氣的二氧化硫濃度。預浸渣在750 ℃下焙燒2.0 h，焙燒脫硫率約為75%。焙砂采用酸浸，銅總浸出率約為98%，焙砂浸出液含鐵約0.1 g/L、含鎂約1.4 g/L，為后續(xù)焙砂浸出液直接電積創(chuàng)造了條件。