阅读说明：本技术 一种利用化学氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法 (Method for selectively removing zinc from zinc-containing copper concentrate by using chemical oxidant ) 是由 赵红波 张雁生 张艳军 李书生 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种利用化学氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法,包括以下步骤：将含锌铜精矿与水混合成矿浆,接着向矿浆中加入化学氧化剂,然后调节矿浆pH；将所述矿浆进行搅拌浸出；将浸出后的矿浆固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。本发明采用浸出法优先浸出锌,简化了生产工序,降低了生产成本,大幅提高了铜矿品位；此外,浸出液可作为金属锌的生产原料,提高了矿物资源的综合利用率,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 a chemical oxidant, which comprises the following steps: mixing zinc-containing copper concentrate and water into ore pulp, adding a chemical oxidant into the ore pulp, and then adjusting the pH value of the ore pulp; stirring and leaching the ore pulp; and carrying out solid-liquid separation on the leached ore pulp to obtain low-zinc high-grade copper concentrate and zinc-containing leachate. According to the invention, zinc is preferentially leached by adopting a leaching method, so that the production process is simplified, the production cost is reduced, and the grade of the copper ore is greatly improved; in addition, the leachate can be used as a production raw material of metal zinc, so that the comprehensive utilization rate of mineral resources is improved, and the economic benefit is increased. The method is clean, simple and easy to operate, and is suitable for large-scale popularization and application.)

一种利用化学氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法

技术领域

本发明涉及湿法冶金和矿物加工领域，具体为一种利用化学氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法。

背景技术

在自然界中，除了极少数不活泼的金属（金、银）以单质形式存在外，其它金属矿产资源都以化合物的形式存在，而且矿物中主要金属元素经常与其它杂质金属元素相互伴生存在，例如最常见的铜精矿。铜精矿是指含铜量大于20%，铅加锌不大于8%的含铜矿物。在铜精矿中，铜常与铅、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；更重要的是在铜精矿浮选过程中，矿浆中铜离子的活化作用减小了铜硫化矿物和锌硫化矿物表面疏水性之间的差异，导致难以利用浮选的方法将铜锌分离，所以浮选后的铜精矿中铜的占比率较低，而铅、锌的含量相对较高，这使得铜精矿的品位降低，严重影响了铜矿的市场价格。如目前铜精矿粉（铜含量为20%）的市场价格约为4.0万元/吨，但当铜精矿中：8.00<Pb+Zn≤12.00，与标准相比每差1%价格下降100元/吨；当12.00<Pb+Zn≤18.00，自Pb+Zn大于8.00%起，每超1%结算价格下降200元/吨；18.00<Pb+Zn时，自Pb+Zn大于8.00%起，每超1%结算价格下降800元/吨。

目前铜矿的冶炼主要还是集中于火法冶炼，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，这使得铜矿物中锌的去除显得尤为必要。因此，一些研究人员对其进行了研究，例如格维列夏尼等先用浮选法得到铜品位14.5%、锌品位5.8%的混合精矿，接着在450～600 ℃下进行硫酸化焙烧，然后进行中性浸出和酸浸出，最后再用置换和熔炼法从而实现铜锌分离。专利（申请号CN102517606A）一种从多金属硫化矿中分离去除铅和锌的方法，将矿粉先置于电解槽中，在30~80 ℃ NaCl+HCl电解质中电解去除铅与锌，接着将电解液与铜矿粉进行分离得到品位较高的铜精矿。又如专利（申请号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法去除进而得到品位较高的铜精矿。这些方法在一定程度上提高了铜精矿的品位，但是我们可以发现上述方法在实现工业化过程中通常需要构建大型的焙烧设备、电解池及加热设备，这些无疑增加了生产工序，提高了铜精矿生产成本；此外，在焙烧过程中矿物部分的锌会以气体形式挥发掉，并且焙烧会产生许多有毒的烟尘气如H₂S等，而且电解质盐酸极易挥发造成资源的浪费和环境的污染；随着人们环保意识的提升以及国家环保法的实施，在利用这些方法去实现工业化时无疑阻力重重；再者，在铜锌矿分离中，锌虽然作为杂质金属但其具有重要经济价值，上述方法在很大程度上造成了锌的损失。因此，如何减少工序，降低成本，尽可能避免对环境的污染，在实现含锌铜精矿中锌高效选择性去除的同时，又实现锌的回收成为当前技术难题。

发明内容

本发明采取一种与现有方法完全不同的思路来从含锌铜矿物中选择性脱锌获得所需的高品位精矿，同时实现锌的高效回收。即利用浸出工艺选择性脱除矿物中所含的锌，实现锌与目的金属元素铜的高效分离，获得高品位的目标铜矿，脱除的锌则完全留在浸出液中。为了解决现有脱锌工艺繁琐，生产成本高，污染重，锌损失率高的问题，本发明提出了利用化学氧化剂作为脱锌剂的思路，目的是在浸出过程中实现锌的选择性浸出，进而实现与铜的高效分离以及锌的回收。

本发明解决现有技术问题采用以下技术方案：一种利用化学氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法，包括以下步骤：

（1）将含锌铜精矿与水混合成矿浆，接着向矿浆中加入化学氧化剂，然后调节矿浆pH；

（2）将所述矿浆进行搅拌浸出；

（3）将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。

作为优选，步骤（1）中，所述含锌铜精矿的锌品位≤20%，铜品位20~30%，所述含锌铜精矿的粒度≤0.1 mm。

作为优选，步骤（1）中，所述矿浆的浓度为≤40%。

作为优选，步骤（1）中，所述化学氧化剂为常见的过氧化物、氯的高价含氧酸及其盐、硝酸盐、高锰酸盐、过氧酸盐中的一种或多种。

作为优选，步骤（1）中，调节矿浆的pH≤5.0。

作为优选，步骤（2）中，将所述矿浆在温度为20～95℃下进行搅拌浸出。

作为进一步优选，步骤（2）中，所述搅拌转速为15~700 rpm。

进一步地，步骤（2）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350~850 mV。

作为优选，步骤（2）中，所述搅拌浸出的时间≥0.5小时。

作为优选，步骤（3）中，所述固液分离方式为过滤或沉降。

本发明具有如下优点：1、可高效选择性脱除含锌铜矿物中的锌，而铜的损失率较小；2、无需利用焙烧、加压酸浸、构建电解池等即可实现锌与目的金属铜的选择性分离，极大降低了生产的成本同时对环境友好；3、浸出处理后通过固液分离即可获得低锌高品位的目的铜精矿，得到的滤液又可作为金属锌的生产原料，最大限度地提高了经济效益，该方法流程短，效率高是一种清洁高效的多元素综合利用方法，易于大规模工业生产。

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，进一步阐述本发明。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：

选取精矿粒度为0.1 mm、铜品位20.5%、锌品位20.3%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度2~5%，向矿浆中加入化学氧化剂过氧化钠（Na₂O₂），接着调节矿浆pH在0.1~0.5；然后将所述矿浆在20~25 ℃下搅拌浸出，搅拌转速15~50rpm，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350~400 mV，浸出0.5 h。将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为80.7~82.4%，铜损失率为1.79~1.93%。

实施例2：

选取粒度为0.074 mm、铜品位25.2%、锌品位15.6%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度10~15%，向矿浆中加入化学氧化剂过氧化氢（H₂O₂），然后调节矿浆pH在2.5~3.0；然后将所述矿浆在50~55 ℃下搅拌浸出，搅拌转速350~400rpm，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800~850 mV，浸出21h。将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为87.4~89.1%，铜损失率为4.75~4.83%。

实施例3：

选取粒度为0.1 mm、铜品位25.2%、锌品位15.6%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度35~40%，向矿浆中加入化学氧化剂高氯酸（HClO₄），然后调节矿浆pH在2.0~2.5；然后将所述矿浆在30 ~35 ℃下搅拌浸出，搅拌转速450 ~500rpm，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700 ~750mV，浸出21h。将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为85.2~87.6%，铜损失率为3.22~3.48%。

实施例4：

选取粒度为0.044 mm、铜品位30.4%、锌品位10.3%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度25~30%，向矿浆中加入化学氧化剂亚氯酸（HClO₂），接着调节矿浆pH在3.5~4.0；然后将所述矿浆在20~25 ℃下搅拌浸出，搅拌转速250 ~300rpm，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450~500 mV，浸出15h。将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为81.9~83%，铜损失率为4.63~4.85%。

实施例5：

选取粒度为0.037 mm、铜品位20.5%、锌品位20.3%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度20~25%，向矿浆中加入化学氧化剂次氯酸钠（NaClO），然后调节矿浆pH在2.2~2.5；然后将所述矿浆在45~50 ℃下搅拌浸出，搅拌转速550~600 rpm，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750~800 mV，浸出18h。将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为83.1~85.7%，铜损失率为3.98~4.14%。

实施例6：

选取粒度为0.037 mm、铜品位25.2%、锌品位15.6%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度5~10%，向矿浆中加入化学氧化剂硝酸铵（NH₄NO₃），然后调节矿浆pH在4.5~5.0；然后将所述矿浆在90~95 ℃下搅拌浸出，搅拌转速500~550 rpm，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400~450 mV，浸出12h。将浸出后的矿浆通过固液分离获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为87.3~88.4%，铜损失率为4.81~4.94%。

实施例7：

选取粒度为0.044 μm、铜品位20.5%、锌品位20.3%%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度15~20%，向矿浆中加入化学氧化剂硝酸钠（NaNO₃），然后调节矿浆pH在1.5~2.0；然后将所述矿浆在50~55 ℃下搅拌浸出，搅拌转速650~700 rpm，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650~700 mV，浸出9h。将浸出后的矿浆通过沉降获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率为80.6~82.7%，铜损失率为4.24~4.41%。

实施例8：

选取粒度为0.044 mm、铜品位30.4%、锌品位10.3%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度5~10%，向矿浆中加入化学氧化剂高锰酸钾（KMnO₄），然后调节矿浆pH在0.5~1.0；然后将所述矿浆在60 ~65 ℃下搅拌浸出，搅拌转速200~250 rpm，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600~650 mV，浸出24h。将浸出后的矿浆通过过滤获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率80.7~81.6%，铜损失率4.67~4.88%。

实施例9：

选取粒度为0.074 mm、铜品位25.2%、锌品位15.6%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度15~20%，向矿浆中加入化学氧化剂二氧化锰（MnO₂），然后调节矿浆pH在1.0~1.5；然后将所述矿浆在55~60 ℃下搅拌浸出，搅拌转速400~450 rpm，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800~850 mV，浸出12h。将浸出后的矿浆通过沉降获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率86.4~87.6%，铜损失率4.75~4.88%。

实施例10：

选取粒度为0.1 mm、铜品位20.5%、锌品位20.3%的含锌铜精矿，将含锌铜精矿与水混合成矿浆，所述矿浆浓度30~35%，向矿浆中加入化学氧化剂过氧化氢（H₂O₂）、二氧化锰（MnO₂），然后调节矿浆pH在3.0~3.5；然后将所述矿浆在75~80 ℃下搅拌浸出，搅拌转速100~150rpm，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600~650 mV，浸出24h。将浸出后的矿浆通过过滤获得低锌高品位铜精矿和含锌浸出液。经检测，锌去除率85.9~87.3%，铜损失率4.24~4.39%。

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，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。