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硫铁矿酸浸方程式(酸浸氧化需要加热)

硫铁矿酸浸方程式(酸浸氧化需要加热) 硫化酸浸低温氧化酸浸的工业应用

当黄铜矿在低于硫熔点的温度下被氧化浸出时,也会发生钝化,负反应进一步进行。这要么是因为生成的固体硫包裹在颗粒周围,要么是因为生成了富含硫的中间矿物铜。为了克服这种钝化现象,一种方法是活化黄铜矿;二是增强浸出剂的氧化能力。

活化矿物的方法有:热活化,通过加热改变矿物成分和结构;冶金活化,通过湿化学反应改变矿物成分;机械活化和超细研磨增加了矿物的比表面积。

1.机械激活

柏林大学的工作

机械活化浸出硫化铜矿始于德国柏林大学的一些教授。20世纪70年代,他们发现超细粉碎不仅增加了矿物的比表面积,而且破坏了某些矿物的结构。这反映在矿物X射线衍射的吸收峰上,峰高降低,峰宽增加。因此,建议用主吸收峰的峰高来衡量细磨程度,即以细磨前矿物X射线衍射花样的主峰高I0为分母,细磨后峰高I的比值I/I0为分子作为细度标度。通常,它应该至少为0.8,优选小于0.7。

他们使用振荡磨、振动磨或带搅拌的立式球磨机来强化研磨过程。颗粒可以被精细地研磨到3微米..例如,将含27.0% Cu、31.2% Fe、35.6% S的精矿粉磨至I/I0 = 0.5,然后加入硫酸至H2SO4/Cu (mol) = 1.2/1,总压为100℃、2。2h铜的浸出率为96.5%。

柏林大学与Lurgi和Mitterberg mines合作开发了Lurgi-Mitterberg工艺,该工艺已在一个试验工厂进行了一年多的测试,规模为每天1吨电解铜。鲁奇-米特伯格工艺厂的投资估算表明,年产10,000的小型工厂细磨电耗为1100 ~ 1200 kW·h/t电解铜,加上浸出渣排放等困难,鲁奇公司认为湿法处理米特伯格矿不经济。

比柏林大学稍晚一点,国际镍公司和美国裘德大学也发表了关于细磨的研究,与柏林大学的结果不同。他们认为振动磨和普通球磨机都能增加颗粒的比表面积,也能破坏结构。所谓“结构性损伤”,其实就是晶格的张力。对部分具有晶格张力的矿粉进行退火以消除张力。发现黄铜矿矿粉在有张力和无张力时的浸出行为相同,浸出率与比表面积成正比。

后来有研究提出,矿石细磨产生的新表面活性强,增加了原电池的作用,从而提高了浸出速度。

早期超细粉碎的研究断断续续,进展甚微。直到20世纪90年代,高效低线速度立轴搅拌磨和卧式搅拌磨等大型细磨机的问世,可以将大量矿粉细磨至80%至5 ~ 10μ m,而能耗仅为振动磨的十分之一至十分之一,再次点燃了研究热潮。

(2)阿克替福的生产工艺

20世纪90年代初,Dominion矿业公司成功开发了ACTIVOX工艺,随后由西方矿物技术公司投放市场。Pty Ltd .,ACTIVOX为其注册商标。

根据Dominion公司的早期专利,100%的黄铜矿(铜29%,铁32%,硫32%)经过细磨后达到15μm(P80=5μm),在120℃和1MPa氧分压下铜的浸出率大于90%。每千克铜耗氧量为0.99千克。但据说如果把浸出分成三段,每段中间再细磨一遍,可以大大降低耗氧量。对于低黄铁矿含量的精矿,矿石中硫与元素硫的比值约为60% ~ 70%,与中温浸出相似。粉矿磨矿能耗为40kW·h/t..这不到上述振动磨能耗的十分之一。超细磨的整个生产成本,包括电、研磨介质和易磨损部件,每吨电解铜不到22美元。

预计年产5万吨电解铜的生产厂以含铜25%、含硫33%的精矿为原料。如果工厂建在北美,每吨铜年产能的投资为1600美元。如果电价为4美分/(kW·h),则生产成本为每吨电解铜374美元。

二、增强氧化能力——硝酸或硝酸盐法

例如,将硝酸添加到浸提溶液中以完成氧化,还原的硝酸产生一氧化氮NO气体。在气相中,NO被氧气氧化成NO2,然后重新溶解在溶液中生成硝酸。硝酸成为电子载体。溶解氧只有mg/L数量级,而加入的硝酸浓度可以很高,所以它们的扩散或反应速度比溶解氧直接参与反应的速度快得多。它们的氧化和再生都是均相反应,速度一般都很快。电子载体能明显提高反应速度,且自身不消耗,故可称为“氧化催化剂”。

1984年,阳光矿业公司用硝酸和硫酸混合酸浸剂处理某含银辉铜矿,该矿是黝铜矿浸出除锑的中间产品。他们采用不连续浸出法,初始温度为90℃,最后升至150℃。银、铜和铁被充分浸出。银沉淀回收,铜萃取-电积得到电解铜。部分硫转化为元素硫。后来他们引进了超微粉碎,把80%的矿粉磨成10μm,把硝酸的加入量改为硝酸钠。这家工厂已经经营了16年,但由于银锑价格下跌,前年关闭了。

 
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