堆漆工艺流程(氧化铜堆浸工艺) 浸出工艺流程:& nbsp；& nbsp堆浸工艺由矿石类型和矿石中有用矿物成分的物理和化学性质决定。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp到目前为止，工业上已广泛应用的堆浸工艺有:低品位铜矿石或废石露天堆浸、地下铜崩落区或采矿空区残矿地下堆浸、低品位铀矿石露天堆浸、地下铀矿开采空区残矿地下堆浸和低品位金银矿露天堆浸。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp一、铜矿浸出工艺流程:& nbsp；& nbsp& nbsp自然界中主要的含铜矿物有辉铜矿(Cu2S)、铜蓝(CuS)、黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、黄铜矿(Cu3AsS4)、黝铜矿(Cu8Sb2S7)、黝铜矿(Cu3AsS3或Cu8AsS7)和方铅矿(CuFe2S3)还有蓝铜矿(Cu3[OH]2[CO3]2)、孔雀石(Cu2[OH]2CO3)、硅孔雀石(SuSiO3 2H2O)、黄铜矿(CuO)、黄铜矿(Cu2O)、方铅矿(Cu2O) & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp铜的氧化矿物和硅酸盐矿物易溶于稀硫酸，成为硫酸铜水溶液:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2 CuO 3c u(OH)2+3h2so 4→3c uso 4+4H2O+2co 2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCuO+h2so 4→cuso 4+H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCuSiO 2H2O+h2so 4→cuso 4+SiO 2+3H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp氧化亚铜矿物(黄铜矿)溶解较慢，但在有氧或Fe3 ++离子的情况下，在室温下也能在硫酸中快速溶解:Cu2O+2h2so 4+(1/2)O2→2 cuso 4+2H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp自然铜也需要先氧化，然后才能溶于硫酸:Cu+h2so 4+(1/2)O2→cuso 4+H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp硫化铜矿物不溶于硫酸。 铜蓝和黄铜矿含有足够的硫，需要加入氧化剂将其氧化成可溶性硫酸盐。 辉铜矿、斑铜矿等矿物含硫量较少，除氧化剂外还需加入硫酸生成可溶性硫酸盐:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCuS+2 O2→cuso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspcufe S2+4 O2→cuso 4+feso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2Cu 2s+5 O2+2H2O→2 cuso 4+2Cu(OH)2 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp4cu 2s+O2→4cu s+2cu 2o & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCu2S+2 O2→cuso 4+Cu & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp上述反应活化能值很高，室温下反应速度很慢，不能满足工业化生产的要求。 然而，铜的硫化物形态易溶于酸性硫酸铁溶液中。& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCuS+Fe2(SO4)3→cuso 4+2 feso 4+S & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspcufe S2+2fe 2(SO4)3+3 O2+2H2O→cuso 4+5fe so 4+2h2so 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCu2S+Fe2(SO4)3→CuS+cuso 4+2 feso 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspCu 5 FeS 4+6fe 2(SO4)3→5 cuso 4+13 feso 4+4S & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp上述反应生成的FeSO4和元素硫在空气体中的氧气和矿井水中的细菌的作用下被氧化成Fe2(SO4)3和硫酸，并继续溶解硫化铜矿物。同时，矿石中伴生的黄铁矿也在空气体中的氧气和细菌作用下生成硫酸和硫酸铁，参与硫化铜矿物的溶解反应:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp因此，基于铜矿石和含铜矿物的上述化学性质，含氧化铜和硅酸铜矿石的堆浸工艺应采用稀硫酸为浸出液，以化学浸出为主要工艺。对于含硫化铜的矿石，堆浸工艺应以酸性硫酸铁为浸出液，化学浸出和细菌浸出并重。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp氧化铜矿石和硅酸盐矿石堆浸工艺流程图见图1(从原矿到铜产品)。 & nbsp& nbsp1 & nbsp氧化铜矿石和硅酸盐矿石堆浸工艺:& nbsp& nbsp& nbsp硫化铜矿石或废石堆浸工艺流程图见图2(从原矿或废石到铜产品)。 & nbsp& nbsp2 & nbsp硫化铜废石堆浸工艺流程& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp地下堆浸时，除了未放出的矿体或矿柱需要用适当的方式松动破碎外，其余同图示。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二。铀浸出工艺流程:& nbsp；& nbsp& nbsp主要铀矿物有:钛铁矿[(U，Th)Ti2O6]、结晶铀[(U，Th)O2]、沥青铀矿[UO2—UO2.5]、铀矿[U (SO4) 1-X (OH) X]、晶质铀矿[U2(TiCa)2O6(OH)]、铀闪石[CA (UO2) Si2O7.6H2O]、钙铀矿[CA (UO铀云母[Hal(UO2)2(PO4)4·16H2O]、钾钒铀矿[K2(UO2)2(VO4)233 可分为次生六价氧化铀矿物和原生四价铀化合物两大类。 前者易溶于酸或碱介质，后者需要氧化成六价才能溶于酸或碱。 常用的氧化剂有氧气、过氧化氢、氯酸钠、软锰矿、高锰酸钾、硝酸和Fe3 ++离子。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp铀矿石的浸出可以是酸浸出或碱浸出，这取决于矿石的矿物组成和脉石性质。 酸浸工艺简单，成本低，因此得到广泛应用。但如果脉石中含有较多的碳酸盐或其他碱性成分，酸耗过高，则只能采用碱浸法。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp酸浸时，四价铀被氧化成六价铀，然后与硫酸反应生成可溶性硫酸铀酰，进入浸出液中:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspUO3+h2so 4→uo2so 4+H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspu3o 8+(1/2)O2+3h2so 4→3uo 2so 4+3H2O & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp碱浸的反应式& nbsp:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp为了使反应顺利向右进行，必须加入碳酸氢钠中和氢氧根离子，氧气作为氧化剂。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp酸或碱浸出得到的浸出液可通过离子交换或溶剂萃取提纯浓缩，然后用氨水或氢氧化钠沉淀，黄饼(含U3O 880%以上)可送冶炼厂处理得到最终产品。纯净的渗滤液也可以直接由供水冶金厂处理。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp铀矿石堆浸工艺流程示意图(从原矿到产品溶液)如图3所示。 & nbsp& nbsp图3 & nbsp铀 浸出过程:& nbsp；& nbsp& nbsp三。金银矿堆浸工艺& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在金矿石中，自然金和金银矿石共存，以微物质或薄片状嵌布在矿石的裂隙和层理面中，易溶于稀氰化物溶液。当溶液中氰化钠的浓度达到0.05%时，溶解反应迅速进行。 为了完全溶解，氧气的作用必不可少。 有时金与黄铁矿等金属共生，含砷、碲的金矿石不宜直接浸出。其他重金属如铜、铁、铅、锌、锑等消耗氰化物，不利于金银的溶解。粘土和含碳物质不仅容易堵堆和消耗氰化物，还能吸附部分金银。 导致贵金属损失。 因此，应尽可能避免其不利影响。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp除自然银外，矿石中还存在硫化银和氯化银，它们易溶于氰化物溶液，不需要氧的参与。 但是速度慢，只有黄金的一半。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp氰化浸出过程中金银的反应式如下:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp鉴于氰化物的毒性，近年来，硫脲、硫代硫酸盐、溴化物(包括新开发的Bio-D浸出剂)和无氰无毒浸出剂如酸性氯、碘的研究工作引起了相当的重视。然而，这些非氰化浸出剂价格昂贵，浸出效果不如氰化浸出，至今未在工业生产中得到广泛应用。氰化物因其经济效益好、浸出率高、可生物降解，仍是金银矿堆浸的最佳溶解剂。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp金银堆浸工艺流程示意图(从原矿到金银锭)如图4所示。 & nbsp& nbsp图4 & nbsp金(银)矿浸出过程:& nbsp；& nbsp& nbsp四。浸出过程机理简介:& nbsp& nbsp& nbsp浸出过程不仅是一个化学热力学过程，也是一个多相反应动力学过程。 按照系统工程的观点，整个矿堆实际上是一个不稳定的大系统。 相关因素在不断变化。 这个大系统可以分为五个子系统:& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp1.外部扩散区 浸出液中的化学液体从主液流中扩散出来，在该区域通过对流扩散和分子扩散吸附在矿石颗粒表面。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2.内部扩散区 在这个区域，溶剂通过孔隙和毛细管裂缝从矿石颗粒表面通过分子扩散渗透到矿物内部，并挤出孔隙液体。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3.化学反应区 与溶剂矿物中的有用组分发生化学反应，使矿物从固相转移到液相，生成新的含有可溶性金属盐的孔隙流体，其浓度逐渐达到饱和浓度。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp4.内部扩散区 新的孔隙流体从矿物颗粒内部扩散到它们的外表面。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp5.外部扩散区 金属溶液离开矿物颗粒的表面，向外扩散到主液流中，形成浸提富液。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp可见，浸出过程与溶解化学反应过程和扩散过程有关。 就溶解化学反应过程而言，氢离子与可溶性阴离子的结合反应是溶解反应的基础。 其速度快且不可逆。 一般来说，浸出不是化学反应速率控制过程。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp就扩散过程而言，根据菲克定律，外扩散区的扩散速率与反应物的扩散系数、反应物沿扩散方向的浓度梯度和液固界面面积有关。 内扩散区的扩散速率与矿物颗粒的大小、孔隙和毛细裂隙的数量、几何形状和弯曲程度有关。 在溶剂的作用下，矿物颗粒可分为外部部分浸出多孔区、中间反应区和核心未反应区三部分。随着浸出反应的进行，多孔区逐渐向纵深发展，厚度不断增加，同时扩散阻力也不断增大，阻碍了传质，浸出速率明显减慢。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp由上可见，液固界面的化学反应速度远快于扩散过程，因此浸出过程本质上是一个由扩散过程速度控制的非均相反应动力学过程。 总之，堆浸成功的关键是提高浸出液中反应物的质量浓度，提高矿石本身和矿堆内部的渗透性，增加溶液的流速，扩大并不断更新液固界面面积，降低界面层的厚度和阻力，以加速堆浸内外扩散区的扩散过程。 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