刚果金氧化铜矿碳酸铵浸出—负压蒸氨的工艺研究

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1、摘要本文致力于解决我国铜矿资源日益紧张的难题，研究刚果(金)铜矿资源开发的湿法冶金工艺。刚果(金)大量含铜约10％的氧化铜矿，由于难以达到火法炼铜和选矿富集的要求，而被长期视为废矿。对此，本文提出了碳酸铵浸出一负压蒸氨的新工艺，创造性地单独采用碳酸铵作浸出剂，不同于需要配加氨水的传统氨浸法，原料成本低、运输方便，而且负压蒸氨运行能耗相对于常压蒸氨有较大幅度降低，蒸氨渣经煅烧得到高质量的氧化铜产品，氨可实现循环利用，整个过程简单，经济环保，特别适合在基础工业落后的非洲国家运用。氨浸工序基于刚果(金)氧化铜矿的特点，首次利用碳酸

2、铵在溶液中受热分解产生NH3的性质，实现铜氨配合作用。主要考察了矿石粒度、碳酸铵浓度、液固比、反应温度、反应时间、搅拌速度及洗涤方式等因素对浸出效果的影响。研究表明，最佳浸出条件为矿石平均粒度0．150mm、碳酸铵浓度1．55mol·L～、液固LL4：1、温度60℃、时间2h、搅拌速度350r．min～、滤渣采用废氨液洗涤。此时铜浸出率达到92．4％，氨回收率达至wJ95．5％。负压蒸氨及氨回收工序同时进行，微负压不但有利于铜氨配合物分解，而且可引导蒸氨产生的NH”C02溶于水中重新生成碳酸铵，实现氨的回收和循环利用，构成本

3、论文的创新点之一。蒸氨工序主要考察了温度、体系气压及反应液浓度对蒸氨效果的影响，铜沉淀率达到100％，氨挥发率达到99．5％，蒸氨渣经煅烧即得到氧化铜产品。氨回收工序主要考察了回收用水体积、回收级数、回收瓶结构、回收气压及气体冷凝程度对氨回收效果的影响，氨回收率达到98．O％，氨回收液返回用于浸出工序。在实验室实验基础上，本研究进行了6次工业循环试验，验证了整个工艺流程的可行性和综合效果，得出铜的综合回收率≥92％，氨的综合回收率≥95％，氧化铜产品纯度三98．5％。文章还对本工艺在刚果(金)建厂运行进行了产业化设计和分析，

4、得出氧化铜单位生产成本28880元，年纯利润高达34989．94万元，投资回收期仅需O．92年，具有非常可观的开发前景。关键词氧化铜矿，浸出，碳酸铵，负压蒸氨，氨回收ABSTRACTThisworktakesupwithsolvingtheincreasinglyaustereproblemofthedepletionofcopperoresinChinaandresearchingthehydro—metallurgytechnologyofcoppermineofDemocraticRepublicofCongo．Dem

5、ocraticRepublicofCongohasabundantlow—gradecopperoxideores，whichgradeiSabout10％．Theoreshavebeenchronicallydiscarded，becausetheycannotmeettherequirementsofcopperpyrometallurgyandoredressing．Basedonthis，abrandnewhydrometallurgicalmethodofAmmoniaCarbonateLeaching--Nega

6、tive—PressureAmmoniaDistillationTechnologyhasbeeninvestigatedtoexploitoverseascopperdepositsinthispaper．Thetechnologyisdifferfromtheconventionalammonialeaching，asonlyammoniumcarbonateisusedasleachingreagentinthisresearch．Ammoniumcarbonatehasadvantagesoflowercostand

7、convenienttransportation．Andnegative．pressureammoniadistillationhaslessenergyconsumingthanatmosphericammoniadistillation．Thecopperoxideproductisproducedafterammoniadistillationandcalciningprocesses．Ammoniaisvaporizedandthencircularlyutilizedinammonialeachingprocedu

8、re．Thisnewtechnologyisreliable，cost·effectiveandhasnopollutiontotheenvironment．Specially，itissuitabletoapplicationforAfricancountries．inwhichbasi