MACA體系中銅、鎳和金的冶金熱力學(xué)及其低品位礦的堆浸工藝研究.pdf

1、本文致力于解決我國(guó)十分嚴(yán)峻的有色金屬富礦資源枯竭這一制約社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的難題。提出了一種全新的堆浸處理我國(guó)蘊(yùn)藏量較為豐富的低品位復(fù)雜有色金屬礦物資源的方法一METAL-NH<,4>C1-NH<,3>-H<,2>O(簡(jiǎn)稱MACA)體系堆浸法。它不同于傳統(tǒng)的酸浸、氨浸和細(xì)菌浸出等處理低品位礦濕法冶金方法，具有選擇性好，雜質(zhì)溶出少，堆浸時(shí)不發(fā)生板結(jié)和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。而且，該方法的適用范圍較廣，不僅適用于從簡(jiǎn)單氧化礦中提取Au，Ag，Cu，

2、Zn，Ni等有價(jià)金屬，而且還適用于從復(fù)雜的含堿性脈石很高的氧化和硫化混合礦中提取這些金屬。 在理論研究方面，文中對(duì)MACA體系中銅、鎳和金的濕法冶金熱力學(xué)進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。所涉及的熱力學(xué)體系分為兩類，一類是對(duì)Metal Oxide在NH4CI-NH<,3>-H<,2>O體系中的熱力學(xué)溶解度的建模和計(jì)算，如Cu(Ⅱ)-NH<,4>Cl<,3>-NH<,3>-H<,2>O系和Ni(Ⅱ)-NH<,4>Cl-NH<,3>-H<,2>O

3、系；第二類是對(duì)Metal Sulfide或金屬在NH<,4>C1-NH<,3>-H<,2>O體系中浸出時(shí)的模型建立及所需要的氧化電位計(jì)算，前者如Cu<,5>FeS<,4>-NH<,4>Cl-NH<,3>-H<,2>O系及NiS-NH<,4>Cl-NH<,3>-H<,2>O系，后者如Au-NH<,4>C1-NH<,3>-H<,2>O，Zn-NH<,4>CI-NH<,3>-H<,2>O系及Cu-NH<,4>C1-NH<,3>-H<,2>O系

4、。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Metal Oxide在NH<,4>C1-NH<,3>-H<,2>O體系中的熱力學(xué)溶解度隨NH<,4>C1和NH<,3>·H<,2>O濃度增加而增加；Metal Sulfide或金屬Au、Zn和Cu在NH<,4>Cl-NH<,3>-H<,2>O體系中浸出所需的氧化電位隨NH<,4>Cl和NH<,3>·H<,2>O濃度增加而先急劇下降，后下降趨緩；由計(jì)算結(jié)果還得知在除去氧氣的情況下，用Zn粉或Cu粉可以從MACA體系中還原回收

5、Au。 在工藝研究方面，分別對(duì)湯丹低品位復(fù)雜銅礦、金川低品位鎳礦和甘肅某低品位金礦進(jìn)行了MACA體系中的瓶浸試驗(yàn)和柱浸試驗(yàn)。瓶浸試驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)法研究了反應(yīng)條件如溫度、粒度、攪拌速度、浸出時(shí)間、NH<,3>·H<,2>O濃度、NH<,4>Cl濃度以及氧化劑對(duì)有價(jià)金屬浸出率的影響。分析了從這些礦石浸出有價(jià)金屬的主要影響因素，優(yōu)化了相應(yīng)的工藝技術(shù)條件。最后在最優(yōu)條件下進(jìn)行了運(yùn)行周期為60 d的10Kg級(jí)柱浸的試驗(yàn)。這些試驗(yàn)均獲得較好

6、結(jié)果：湯丹低品位復(fù)雜銅礦的瓶浸和柱浸試驗(yàn)得到的浸銅率分別為82.4％和80.05％；金川低品位復(fù)雜鎳礦的瓶浸和柱浸試驗(yàn)得到的浸鎳率分別為64.10％和50.33％；低品位復(fù)雜金礦的瓶浸和柱浸試驗(yàn)的浸金率分別為75.50％和80.60％。還研究了用Zn粉和Cu粉從體系中還原回收Au的試驗(yàn)，結(jié)果顯示在除去氧氣的情況下Au的還原率可分別達(dá)到95.14％和92.63％。 本論文提出了將MATLAB編程語言用于電算指數(shù)方程組求解，大大簡(jiǎn)化