阅读说明：本技术 一种利用氧化性气体从含锌铜精矿中选择性脱锌的方法 (Method for selectively removing zinc from zinc-containing copper concentrate by using oxidizing gas ) 是由 赵红波 张雁生 谢建平 曹莅波 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种利用氧化性气体从含锌铜精矿中选择性脱锌的方法,将含锌铜精矿粉末与水混合,得到不同矿浆浓度,接着通入气体氧化剂,然后调节矿浆pH,将得到的矿浆在一定的温度下搅拌浸出,控制浸出体系的氧化还原电位,从而选择性去除锌,然后得到高品位的铜精矿。本发明采用不同气体氧化剂浸出法优先浸出锌,大幅提高了铜矿品位,解决了当下铜锌分离难的问题,而且浸出液可作为金属锌的生产原料,简化了生产工序,降低了生产成本,减少了不必要的能源浪费,脱除的锌在溶液中又可作为金属锌的生产原料,最大限度的利用现有的矿物资源,减少对环境的危害,增加了经济效益。该方法清洁、简单、易操作,适于大规模推广应用。(The invention relates to a method for selectively removing zinc from zinc-containing copper concentrate by using oxidizing gas, which comprises the steps of mixing zinc-containing copper concentrate powder with water to obtain different ore pulp concentrations, then introducing a gas oxidant, then adjusting the pH value of the ore pulp, stirring and leaching the obtained ore pulp at a certain temperature, controlling the oxidation-reduction potential of a leaching system, selectively removing zinc, and then obtaining high-grade copper concentrate. According to the invention, zinc is preferentially leached by adopting different gas oxidant leaching methods, the grade of copper ore is greatly improved, the problem that the copper and zinc are difficult to separate at present is solved, the leaching solution can be used as a production raw material of metal zinc, the production process is simplified, the production cost is reduced, unnecessary energy waste is reduced, the removed zinc can be used as a production raw material of metal zinc in the solution, the existing mineral resources are utilized to the maximum extent, the harm to the environment is reduced, and the economic benefit is increased. The method is clean, simple and easy to operate, and is suitable for large-scale popularization and application.)

一种利用氧化性气体从含锌铜精矿中选择性脱锌的方法

技术领域

本发明涉及湿法冶金和矿物加工领域中铜锌混合矿中金属铜和金属锌的高效分离提取，具体为一种利用氧化性气体从含锌铜精矿物中选择性脱锌，得到含锌离子的浸出液及铜精矿的方法。

背景技术

随着我国矿业的发展，单一易处理矿石日益减少，资源约束矛盾日益突出，对复杂共、伴生矿进行综合开发与合理利用已成为我国资源开采的必然趋势。铜矿是最常见的伴生矿，常与铅、锌等多种金属元素伴生存在，这些杂质金属元素与铜元素相互嵌布。在浮选过程中，铜锌矿物致密共生，难以单体解离，造成分离困难。即便磨矿细度达到了单体解离的条件，但过磨导致矿粒太细，浮选速率会大幅降低，矿浆中铜离子会活化闪锌矿，使得闪锌矿表面与黄铜矿表面具有相似的可浮性，导致难以利用浮选的方法将铜锌分离。所以铜精矿中铅、锌含量相对较高，不但造成了锌的资源浪费，还降低了铜精矿的品味，严重影响铜精矿的市场价格。因此，发展一种能有效的将铜锌分离的方法将有广阔的工业应用前景。

目前从铜矿石或铜精矿冶炼铜的方法比较多，概括起来主要包括火法和湿法。生产铜的主要方法是火法，目前世界上原生铜产量中80%是由火法冶炼生产的，特别是硫化铜矿，基本上全是用火法处理。但是当铜矿物中锌含量超过15%后，在冶炼过程中极易形成炉渣堵塞进料口，同时造成炉温无法控制以及无法进入密闭鼓风炉中冶炼。因此研究铜矿物中锌的去除是急待解决的问题，一些研究人员对其进行了研究，有通过浮选得到铜锌混合精矿，接着再对该混合精矿进行两段逆流氧压酸浸，从而实现了铜锌的分离；也有人根据铜铅锌硫化矿的矿物密切共生，铅锌矿物嵌布粒度细的特点，采用等可浮选流程，首先浮铜、铅矿物和部分易浮的锌矿物，对混合精矿再磨后依次分选出铜、铅、锌精矿，可浮性较差的锌矿物在混浮尾矿中单独选出，从而实现了铜、铅、锌矿物的有效分离。日本对铜锌精矿曾采用硫酸化沸腾层焙烧，使铜与锌的硫化物生成硫酸铜和硫酸锌，通过电解可分别得到铜与锌。还有人研究了直接火法熔炼铜、铅、锌、铁等混合硫精矿，为直接冶炼开辟道路。专利（CN106884184A）一种从多金属硫化铜矿中分离去除铅和锌的装置，也是依据电解原理设计构建了一种电解除杂装置从而将硫化铜矿中的铅锌杂质通过电解去除。该方法主要通过控制反应条件实现铅和锌的去除，其所采用的装置为常规电解装置。上述方法在一定程度上提高了铜精矿的品位，但是这些方法都存在着不足之处：

（1）需要构建大型的加压设备、电解池及加热设备；

（2）电解质溶液盐酸极易挥发造成资源的浪费；

（3）生产工序的增加，提高了铜精矿的生产成本；

（4）常规浮选药剂选择性差，耗量大，在去除铅锌过程中对环境的污染较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的含锌矿物中铜、锌硫化矿物分离工艺繁琐、污染重、成本高、脱除后的锌回收难等问题，提供一种能高效的从含锌铜精矿物中选择性脱锌进而获得所需的高品位铜精矿的方法，并且有利于锌资源的进一步回收利用。即先利用浸出工艺选择性脱除矿物中所含的锌，实现铜锌的高效分离，以避免锌影响后续铜精矿的加工冶炼，同时便于锌的回收利用。为了解决上述脱锌工艺繁琐，生产成本高，对环境污染较大等问题，本发明提出了利用氧化性气体脱锌的新思路，目的是在浸出过程中实现锌的选择性浸出，进而实现锌与铜的高效分离。本发明的方法能够有效的降低铜精矿中的锌的含量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种利用氧化性气体从含锌铜精矿中选择性脱锌的方法，包括以下步骤：

（1）将含锌铜精矿进行预处理；

（2）将预处理后的含锌铜精矿制备为矿浆；

（3）向矿浆中通入气体氧化剂，并进行搅拌浸出；

（4）将浸出后的矿浆通过固液分离得到低锌高品位铜精矿和含锌溶液；

（5）从所述含锌溶液中回收锌。

作为优选，步骤（1）中，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。

作为优选，所述预处理方法为将精矿再磨至-200目。

作为优选，步骤（2）中，所述矿浆浓度≤35%。

作为优选，步骤（3）中，所述气体氧化剂为臭氧、氯气、纯氧、一氧化二氮、三氟化氮中的一种或多种。

作为优选，步骤（3）中，搅拌浸出时调节矿浆的pH≤5.0。

作为优选，步骤（3）中，将所述矿浆在温度为20～75℃下进行搅拌浸出。

作为进一步优选，步骤（3）中，所述搅拌转速为10~680 rpm。

作为优选，步骤（3）中，所述搅拌浸出过程中浸出体系电位控制在相对于饱和银/氯化银电极250~850 mV。

作为优选，步骤（3）中，所述搅拌浸出的时间≥0.4小时。

本发明与现有技术相比，有以下优点：1.可高效选择性的脱去含锌铜矿物中的锌，去除率最高可达到80%以上，铜的损失率小于5%；2.降低了铜精矿的生产成本，无需构建大型的加压设备、电解池及加热设备即可实现含锌铜精矿中锌的选择性分离；3.直接通过气体氧化剂在加工含锌矿物之前对其进行选择性脱锌，减少了不必要的能源浪费，脱除的锌在溶液中又可作为金属锌的生产原料，最大限度的利用现有的矿物资源；4.去除锌的过程中所用试剂均可循环利用，对环境友好。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为3%~9%。向矿浆中通入气体氧化剂臭氧，并进行搅拌浸出，在浸出过程中调节矿浆pH到1.1~1.7，控制搅拌速率为150rpm~200rpm，浸出温度为35℃~40℃，控制浸出体系电位相对于饱和银/氯化银电极300mv~350mv，浸出时间为2~5小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的低锌高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达87.6%~89.4%。

实施例2

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为5%~10%。通入气体氧化剂纯氧，调节矿浆pH到1.0~2.0，控制搅拌速率为100rpm~200rpm，控制温度35℃~40℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极250mv~300mv，浸出时间为2~5小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的低锌高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达81.6%~85.6%。

实施例3

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为8%~13%，通入气体氧化剂氯气Cl₂，调节矿浆pH到2.0~2.5，控制搅拌速率为200rpm~250rpm，控制温度40℃~45℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极400mv~450mv，浸出时间为2~4小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的低锌高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达84.6%~88.2%。

实施例4

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为10%~15%，通入气体氧化剂一氧化氮N₂O，调节矿浆pH到2.5~3.5，控制搅拌速率为400rpm~500rpm，控制温度35℃~40℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极500mv~550mv，浸出时间为2~6小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达84.6%~88.3%。

实施例5

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为15%~20%，通入气体氧化剂一氧化二氮N₂O，调节矿浆pH到1.5~2.0，控制搅拌速率为600rpm~650rpm，控制温度50℃~60℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极600mv~650mv，浸出时间为2~3小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达83.6%~88.6%。

实施例6

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为10%~20%，通入气体氧化剂三氟化氮NF₃，调节矿浆pH到2.0~3.0，控制搅拌速率为300rpm~400rpm，控制温度50℃~60℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极500mv~650mv，浸出时间为1~3小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达84.6%~88.3%。

实施例7

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为10%~15%，通入气体氧化剂氯气Cl₂，调节矿浆pH到1.0~1.5，控制搅拌速率为500rpm~600rpm，控制温度50℃~60℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极600mv~750mv，浸出时间为5~8小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达80.6%~88.3%。

实施例8

将含锌铜矿物通过氧压酸浸等传统选矿方法处理，得到含锌铜精矿，所述含锌铜精矿的含锌量为8.6%～20.5%。将所述锌铜精矿进行破碎、研磨，通过筛子得到粒度为200目的含锌铜精矿粉末；将所述锌铜精矿粉末与水混合得到矿浆，矿浆浓度为15%~20%，通入气体氧化剂臭氧，调节矿浆pH到1.5~2.5，控制搅拌速率为500rpm~600rpm，控制温度55℃~65℃，控制体系电位相对于饱和银/氯化银电极400mv~550mv，浸出时间为5~10小时。将浸出后的矿浆过滤得到选择性脱锌后的高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。经检测，锌的去除率可达80.5%~87.5%。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，如含锌的各类矿物等。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。