MACA體系中銅、鎳和金的冶金熱力學及其低品位礦的堆浸工藝研究.pdf

1、本文致力于解決我國十分嚴峻的有色金屬富礦資源枯竭這一制約社會發(fā)展、經(jīng)濟建設(shè)的難題。提出了一種全新的堆浸處理我國蘊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(簡稱MACA)體系堆浸法。它不同于傳統(tǒng)的酸浸、氨浸和細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，堆浸時不發(fā)生板結(jié)和環(huán)境友好等優(yōu)點。而且，該方法的適用范圍較廣，不僅適用于從簡單氧化礦中提取Au，Ag，Cu，

2、Zn，Ni等有價金屬，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MACA體系中銅、鎳和金的濕法冶金熱力學進行了較系統(tǒng)的研究。所涉及的熱力學體系分為兩類，一類是對Metal Oxide在NH4CI-NH<,3>-H<,2>O體系中的熱力學溶解度的建模和計算，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Metal Sulfide或金屬在NH<,4>C1-NH<,3>-H<,2>O體系中浸出時的模型建立及所需要的氧化電位計算，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行了MACA體系中的瓶浸試驗和柱浸試驗。瓶浸試驗采用正交設(shè)計法研究了反應(yīng)條件如溫度、粒度、攪拌速度、浸出時間、NH<,3>·H<,2>O濃度、NH<,4>Cl濃度以及氧化劑對有價金屬浸出率的影響。分析了從這些礦石浸出有價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)條件下進行了運行周期為60 d的10Kg級柱浸的試驗。這些試驗均獲得較好

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，結(jié)果顯示在除去氧氣的情況下Au的還原率可分別達到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，大大簡化