铜废矿石堆浸场设计

铜废矿石堆浸场设计

以铜废矿石或低品位铜矿石为原料，经堆浸提取铜全过程的设施设计。是铜冶炼厂设计的组成部分。设计主要内容为：设计规模和产品、工艺流程选择和主要技术经济指标。堆浸法包括矿石筑堆、浸出、从浸出液中回收铜等工序。

1968年美国兰彻斯(RancllersMin—ingcompany)公司兰鸟(Bluebird)矿首先采用堆浸一萃取一电积提取铜技术，至20世纪80年代，世界上已有同类堆浸场80余个，年产电解铜约30万t。中国早在北宋时期便有借细菌的生化作用，使矿石中的硫化铜浸出进入溶液，从中提取铜的炼铜矿场，当时称“胆水浸铜”。1986年，在江西德兴铜矿完成1000t废矿石堆浸萃取一电积提取铜的扩大试验。 设计规模和产品堆浸场的规模主要根据矿石品位、性质、资源贮量、投资效益等条件确定。回收的产品有：用铁屑置换法从浸出液中回收的海绵铜(含铜60%～85%)和采取溶剂萃取电积法回收的电解铜(含铜99.9%以上)两种。

工艺流程选择根据矿石品位、物相组成、储量、建设规模、建厂地区地形和气象等条件确定。主要工序有矿堆堆筑、浸出和布液及浸出液中回收铜。

(1)矿堆堆筑。堆场位置按地理条件选定，通常靠近采矿场，并利用山脊和山谷的自然坡度收集浸出液，也可将矿堆设在专门修筑的不渗透的地表上。矿堆大小和形状需根据场地地形设计，高度通常为10～30m，使用几年后可再加高筑堆，每次可增高15～30m。矿石不按粒度分级，而矿堆底一般由大块矿石筑成。矿堆设计主要内容有编制地表修整方案，绘制矿堆图，计算矿堆体积、表面积和矿量等。

(2)浸出和布液。矿堆浸出以酸浸为主，一般以硫酸溶液浸出氧化铜矿，硫酸铁溶液浸出硫化铜矿或混合矿。后者借助细菌的作用，将硫化铜矿中的铁和硫氧地面坡25。安息角37图1几种典型废石堆的剖面图化成硫酸铁，故又称“细菌浸出”。 矿堆布液有喷洒、灌溉和垂直管法三种。喷洒法是在矿堆上铺设管路和喷头喷洒溶液。此法布液均匀，但蒸发损失大，干旱地区损失达60%。灌溉法是在矿堆上开渠或筑围堰将溶液引入。垂直管法是浸出液通过插入矿堆内的多孔塑料管流入矿堆内部。 布液量与矿堆的渗透率有关，矿堆的渗透率从0.12m。/(m。•d)(30年以上的含泥矿堆)到0.98m。/(m。•d)(未固结的矿堆)。布液量按8～12L/(m。•h)设计。一般控制浸出液含铜1～2g/I。。

(3)浸出液中回收铜。通常采用铁屑置换法和溶剂萃取一电积法。70年代后，由于萃取剂成本降低，后者已逐步取代铁屑置换法。 铁屑置换法设计要求须以较低的耗铁量，达到最大限度地回收铜。其优点是工艺和设备简单，常用重力泥槽和锥形置换槽等。其原则流程见图2。图2废石堆浸出和铁置换的原则流程图溶剂萃取一电积法应选用对铜有强选择性的萃取剂。

常用的有中国的N510及其改进产品、美国的Lix系列和Acorpy5000系列。设计内容包括确定溶剂萃铜tong取的基本条件、选择萃取一电积设备和车间配置等。其原则流程见图3。低品位硫化铜矿或混合矿图3堆浸一萃取一电积原则流程图主要技术经济指标包括废矿石堆浸和浸出液提取铜两种情况，

发展趋势随着铜矿资源品位的下降，开发堆浸法提铜技术，已成为扩大铜资源的重要途径。溶剂萃取技术正向高效率、大型化和自动化方向发展。