难处理铜钴矿浸出工艺优化研究

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随着矿产开采力度的加大,易处理铜钴矿资源日益减少,人们开始把目光转向难处理铜钴矿,这类矿储量巨大,研究其浸出工艺具有极高的经济效益。本实验以难处理铜钴矿作为研究对象,采用硫酸-Na2SO3体系和硫酸-过氧化氢体系进行还原浸出,对浸出渣进行物相分析,查明浸出渣中难浸铜、钴的赋存状态。最终通过还原剂联合浸出工艺试验,确定最佳工艺流程。论文主要得到以下结论:通过对原料进行元素含量分析、XRD分析和扫描电镜分析,确定了原料中铜、钴金属含量以及赋存形式。绘制了 Cu-H2O、Co-H2O、Fe-H2O系E-pH图,确定了原料中主要成分的稳定存在区域,并对溶液中发生的主要反应进行热力学计算,判断反应在实验条件下进行的可能性。采用硫酸作为浸出剂,以Na2SO3作为还原剂进行浸出实验。最佳浸出工艺为:温度85℃,时间6h,液固比3.5:1,Na2SO3加入量为理论量的2倍。在此条件下,铜的浸出率达到83.21%,钴的浸出率达到93.41%。采用硫酸作为浸出剂,以过氧化氢作为还原剂进行浸出实验。最佳浸出工艺为:温度75℃,时间4h,过氧化氢加入量为理论量的3.5倍,液固比5:1。在此条件下铜的浸出率达到95.43%,钴的浸出率达到93.16%。进行浸出动力学研究,结果表明:铜、钴浸出均受内扩散控制。进行还原剂联合浸出的工艺研究,采取两种还原剂同时加入、分段加入和两段浸出三种工艺进行。结果表明:采用二段浸出的效果最好。一段浸出工艺条件为温度85℃,时间为6h,液固比为3.5:1,Na2SO3加入量为理论量的2倍。二段浸出工艺条件为温度75℃,时间120 min,过氧化氢加入量为理论量的2.4倍,硫酸加入量2 mol/L,液固比5:1。最终铜的浸出率为96.08%,钴的浸出率为97.13%。进行除铁实验。结果表明:当温度80℃,pH为3.5,时间2 h,氯酸钠加入量为理论量的1.8倍时,除铁率可达到98.77%,溶液铁含量小于0.01 g/L。
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