由于铜离子在氨溶液中形成稳定的配位化合物Cu (NH3) N 2+,n = 1 ~ 4,所以具有很大的溶解性。在溶液中加入硫酸铵或碳酸氢铵等铵盐,可以缓冲溶液的pH值,阻止铜的水解反应。早在1915年就出现了氨浸提铜的专利,20世纪20年代开始工业化应用。
碱性碳酸盐矿物中的铜,如孔雀石、蓝铜等,易溶于氨溶液,形成络合物;
cuc 03 Cu(OH)2+6nh 40h+(NH4)2c 03 = 2Cu(NH3)4c 03+8h 20
可见,浸出时应保证足够的氨浓度,以生成稳定的铜氨络合物。虽然温度可以提高反应速率,但会增加氨的分压,增加损失。因此,选择一个适中的温度为宜。硅孔雀石也可以在氨-铵盐溶液中浸出。前期采用大桶渗滤浸出,回收率可达80%左右。
用氨浸法处理含碱性脉石的矿石,可以减少酸浸过程中额外消耗的酸。但如果矿物中含有蒙脱石等层间硅酸盐组成的矿物,其中的钠离子可与铜离子交换,吸附铜,造成损失。
中国东川汤丹是一个大型氧化铜矿床,金属总储量达100万吨。主要的铜矿物是孔雀石(55%)、斑铜矿(20%)和硅孔雀石(11%)、黄铜矿(5%)和黄铜矿(4%)。大部分铜矿物以极细颗粒的形式嵌布在脉石中,因此选矿回收率只有70%左右。试验表明,氨浸效果良好,经过选矿和尾矿氨浸后,铜的总回收率可接近90%以上。当氨水和碳酸铵的浓度为2mol/L时,温度对浸出的影响最为显著,110℃以上浸出率可达90%以上。空气体的分压也有很大影响。在120℃浸出3小时后,分压从0.3MPa增加到1.2MPa,浸出率从80%增加到90%。浸出液蒸出氨后,铜生成氧化铜,需要精炼才能得到合格产品。含氨残液用石灰乳苛化,得到含铜硫酸钙。对日常处理后的l00t原矿进行了氨浸半工业试验。流程见下图半工业试验。采用多层空气体提升高压釜进行浸出,效果良好。
唐鑫铜矿100t/d加压氨浸矿石中试流程图
1-矿石仓;双颚破碎机;3圆锥破碎机;4-筒仓;5-馈线;6-格子球坑;
7-分类器;8-砂泵;9-泥浆罐;10-纸浆吸收塔;11-浆液加热器;12-高压泥浆泵;
13,14-多层空气升搅拌高压釜;15-气水分离器;16-自蒸发器;17-减压罐;
18-0增稠剂;19-1 ~ 4逆流洗涤浓缩机;20-空气体压缩机;21-气罐;
2-空气体预饱和器;23-进料液体热交换器;24-进料液体加热器;25-进料液泵;26-进料液体储罐;
27-氨蒸馏塔;28-静止;29-氧化铜沉降罐;30-板框压滤机
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