1.本发明涉及一种低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，涉及冶金工程技术领域。


背景技术：

2.自然界中铜矿资源主要以硫化物的形式存在，依据铜矿物生成条件和化学组成的不同可将其分为硫化物铜矿和氧化物铜矿，并以硫化物铜矿居多。硫化矿主要采用火法冶炼的工艺提取和处理，氧化矿主要采用湿法冶金的方法提取。黄铜矿(cufes2)是原生硫化物铜矿物中分布最广、储量最大的矿物，多数以共伴生矿和多金属复杂矿的形式存在，约占全球总铜矿资源量的70％。高品位黄铜矿主要采用造锍熔炼—吹炼—火法精炼—电解精炼，传统的高温火法工艺提取其中的有价金属；然而火法冶金工艺能耗高、装置投资大，过程中产生的含二氧化硫、砷和汞等有毒有害烟气对环境的污染大；而且，低品位黄铜矿因品位低、嵌布粒度细、多金属共伴生的特点，采用传统的火法冶炼工艺处理时铜的回收率低、生产成本高。针对低品位黄铜矿资源品位低、贫，嵌布粒度细，成分复杂的特点，探索节能环保、经济高效的湿法提取技术，已成为硫化铜矿资源可持续性发展利用的必然趋势。
3.国内外研究者针对高品位黄铜矿精矿的湿法冶金技术开展了大量的研究工作，现阶段多采用高价铁盐浸出、酸性条件氧化性浸出、酸性条件氧压浸出等直接处理技术。高价铁盐浸出工艺的主要缺点是过程反应机理复杂，流程长，高价铁盐的损耗大，再生困难，距实现产业化还有较大的距离；高价铁盐中的氯盐浸出工艺腐蚀强，鲜有推广和应用。酸性条件氧化性浸出需外加价格昂贵的氧化剂，且氧化剂再生困难而成本高，且铜的浸出率不高。酸性条件氧压浸出多在硫酸溶液体系中实施，过程中90％以上的硫化物中的硫转变成元素硫，得到的浸出渣除元素硫外，还含有大量的有害铁矾等成分，浸出渣选硫过程中存在单质硫与有害铁矾分离不完全而混杂有害成分的缺陷。此外，针对低品位多金属复杂黄铜矿的处理技术研究较少，也无移植高品位黄铜精矿类似处理技术的研究报道，主要采用微生物浸出(尹升华等.我国铜矿微生物浸出技术的研究进展[j].工程科学学报，2019,41(2):143～～158；董颖博，林海.低品位铜矿微生物浸出技术的研究进展[j].金属矿山：2010，(1)，11～15；伍赠玲等.低品位次生硫化铜矿生物堆浸工艺优化研究[j].有色金属(冶炼部分),2018,(1):1～5.)、超声强化浸出(王贻明等.低品位硫化铜矿超声强化浸出实验与机理分析[j].中国有色金属学报：2013,23(7):2019～2025)等直接提取法处理以原生硫化铜矿(黄铜矿)或者次生硫化铜矿(铜蓝，辉蓝铜矿，辉铜矿)为主的低品位多金属复杂硫化铜矿。微生物浸出技术除存在浸出周期长外，还存在微生物培养、驯化周期长，铜浸出率低(铜浸出率仅为62.67％)等问题，限制了其工业化的推广应用。采用超声强化浸出低品位原生硫化铜矿——黄铜矿时，铜浸出率虽然比不用超声时提高了5.6％～14.8％，但铜浸出率最高也仅为6.2％，且浸出耗时达24h。
[0004]
综上所述，现有技术在处理低品位多金属复杂黄铜矿时存在一序列的问题：有价金属铜、锌的提取效率低；铅和铁易结合、进而形成难以分离和利用的铅铁矾渣，且铅铁矾
渣属于危险固废，对环境的危害大；原料中的铁大部分与有价金属铜和锌一块进入浸出液中，分离提取铜和锌时需加入额外的处理试剂，净化除铁过程冗长，不但增加处理成本，也增加铜和锌的损失，不易于产业化利用，并且对环境友好程度低。研究开发选择性提取黄铜矿中铜和锌的同时，有效分离铅和铁的环境友好的技术具有较强的实用意义。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，通过在氧气气氛下水热体系中转化低品位多金属复杂黄铜矿中硫化物中硫为硫酸，低品位多金属复杂黄铜矿中硫化物中的铜、锌转变为硫酸锌、硫酸铜进入溶液，硫化物中的铅和铁转变为硫酸铅和赤铁矿进而入浸出渣，实现无酸条件下高效浸出铜和锌、分离铅和铁的目的。
[0006]
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
[0007]
一种低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，包括以下步骤：
[0008]
(1)活化细磨：按质量比1:6～10在低品位多金属复杂黄铜矿加入自来水，并按低品位多金属复杂黄铜矿质量的0.2～1.5％添加十二烷基磺酸钠；通过湿式磨机细磨并活化至粒度小于0.075mm的矿物占比达到90％以上，得到浸出用的矿浆；
[0009]
(2)水热浸出：将矿浆加入到反应釜中，于400～700r/min的速率搅拌下加热至为温度180～220℃，通入含量为90％以上的工业氧气，在氧分压为0.8～1.2mpa浸出1.0～3.0h；
[0010]
(3)液固分离：浸出结束后，停止加热并通入冷却水将反应物冷却至温度低于80℃，卸压后取出矿浆进行液固分离和洗涤，得到富含有价金属铜、锌的浸出液以及主要成分为赤铁矿、硫酸铅和单质硫的浸出渣。
[0011]
进一步的，所述低品位多金属复杂黄铜矿包括以下质量百分比组分为：cu 8％～12.0％、fe 20％～30％、pb 8％～15％、zn 2％～5％、s 30％～40％、sio2 1％～3％、cao 0.1％～1.0％、mgo 0.1％～1.0％和al2o3 0.1％～1.0％。
[0012]
进一步的，所述十二烷基磺酸钠的添加量按低品位多金属复杂黄铜矿质量的0.2％～1.5％。
[0013]
进一步的，所述湿式磨机为湿式球磨机或者湿式棒磨机。
[0014]
本发明的有益效果：
[0015]
(1)本发明的低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，属于全湿法技术，无污染环境的含二氧化硫、铅的烟气产生，是直接提取低品位多金属复杂黄铜矿中铜、锌有价金属的方法；
[0016]
(2)本发明的低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，能高效实现低品位多金属复杂黄铜矿中铜、锌有价组元的选择性提取，浸出液中铜、锌浸出率均大于98.0wt％，铁浸出率小于10.0％，铅全部入渣；
[0017]
(3)本发明的低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，充分利用了矿物中的元素硫，使其氧化、转化为浸出铜和锌所需的硫酸，从而摒弃了传统氧压酸浸工业中产大量硫磺的同时，浸出过程中需加入硫酸的囧态。
[0018]
(4)本发明的低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，通过细磨活
0.3％)、800g自来水及0.6g十二烷基磺酸钠加入球磨机中，通过湿式球磨机细磨至粒度小于0.075mm的矿物占比达到90％以上，干燥后作为浸出矿料；
[0052]
(2)水热浸出：将步骤(1)得到的矿浆加入到反应釜中，于500r/min的速率搅拌下加热至为温度190℃，通入含量为90％以上的工业氧气，在氧分压为0.9mpa浸出2.5h；
[0053]
(3)液固分离：步骤(2)浸出结束后，停止加热并通入冷却水将反应物冷却至温度低于80℃，卸压后取出矿浆进行液固分离和洗涤，得到富含有价金属铜、锌的浸出液和滤饼，滤饼置于干燥箱中于105℃干燥2h。得到的浸出液体积892ml，含cu 12.88g/l、zn 3.80g/l、fe 3.0g/l；干燥后的滤饼重66.3g，主要成分为赤铁矿和硫酸铅的浸出渣，含fe 38.49％、pb 13.42％。
[0054]
本实施例铜、锌的浸出率分别为99.92％和99.85％，铁的浸出率为9.50％，杂质元素铅全部以硫酸铅的形式入渣。
[0055]
实施例5
[0056]
一种低品位多金属复杂黄铜矿中铜锌提取及铅铁分离方法，包括以下步骤：
[0057]
(1)细磨活化：将100g低品位多金属复杂黄铜矿(质量百分比组分为：cu 11.1％、fe 28.2％、pb 8.90％、zn 3.4％、s 36.2％、sio
2 1.86％、cao 0.38％、mgo 0.43％和al2o
3 0.3％)、800g自来水及0.8g十二烷基磺酸钠加入球磨机中，通过湿式球磨机细磨至粒度小于0.075mm的矿物占比达到90％以上，干燥后作为浸出矿料；
[0058]
(2)水热浸出：将步骤(1)得到的矿浆加入到反应釜中，于500r/min的速率搅拌下加热至为温度205℃，通入含量为90％以上的工业氧气，在氧分压为1.0mpa浸出1.5h；
[0059]
(3)液固分离：步骤(2)浸出结束后，停止加热并通入冷却水将反应物冷却至温度低于80℃，卸压后取出矿浆进行液固分离和洗涤，得到富含有价金属铜、锌的浸出液和滤饼，滤饼置于干燥箱中于105℃干燥2h。得到的浸出液体积902ml，含cu 12.30g/l、zn 3.76g/l、fe 2.83g/l；干燥后的滤饼重66.1g，主要成分为赤铁矿和硫酸铅的浸出渣，含fe 38.80％、pb 13.45％。
[0060]
本实施例铜、锌的浸出率分别为99.95％和99.90％，铁的浸出率为9.05％，杂质元素铅全部以硫酸铅的形式入渣。
[0061]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0062]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。