作者：张文
土状铜矿，矿石呈土状，具有埋藏浅、原矿粒度细、矿脉平缓及利于露天开采等特点。矿石主要由孔雀石，褐铁矿、白云石、硅孔雀石、赤铜矿，黑铜矿、黏土矿物以及硫化铜矿物组成。目前，针对土状铜矿的开发利用进行了较多的研究，主要集中于湿法处理工艺，通过加入浸出剂将矿石中的铜矿物浸出，此类工艺能有效回收矿石中的铜矿物，已经取得了较好的应用。
试验所取土状铜矿，结合氧化铜矿占比41. 32%，矿样-0. 074mm含量达40. 96%。采用
常温酸浸工艺处理，铜浸出率低于50%，且浸出酸耗很高。在对矿石进行详细的分析之后，综合考虑矿石的粒度组成、碱性脉石矿物含量以及结合铜矿物在各粒级组分中的分布，决定采用强化酸浸工艺。矿石不经磨矿直接分级后，对粗粒级矿石，添加自行配置的强化浸出剂ED-1进行常温搅拌浸出，细粒级矿物进行加温强化搅拌浸出。小型试验结果表明，铜综合浸出率81. 93%，吨铜综合酸耗13. 86t。铜浸出率较现有常温浸出工艺有了大幅提升，为矿石的进一步开发利用奠定了基础。
1 原矿性质
矿体属面型土状铜矿，此类型铜矿具有埋藏浅、矿脉平缓及利于露天开采等特点。主要由孔雀石，褐铁矿、硅孔雀石、赤铜矿，黑铜矿、黏土矿物以及硫化铜矿物组成。矿石呈土状，原矿粒度细，-0. 074mm粒级含量达到40. 96%。物相分析中可以看出，该矿石为深度氧化铜矿石，氧化率到达95. 62%，且氧化铜矿中结合氧化铜矿物含量偏高，此部分铜矿物多集中于细粒级矿物中，多包裹于脉石矿物中。铜矿矿物主要为，孔雀石和硅孔雀石。其中，硅孔雀石部分包裹于脉石中。碱性脉石矿物多分布于+3mm粒级中。
试验矿样中主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2，筛析数据见表3。
2浸出方案
矿石性质的详细分析，显示铜矿矿石性质不同粒级呈现不均匀分布，+0. 074mm粒级矿物，浸出过程中，易形成大量矿泥，大幅降低矿堆渗透性，不适用制粒堆浸工艺处理。综合考虑，此部分矿物采用常温强化搅拌浸出作业，为提高结合铜矿物如赤铜矿的浸出，试验使用了一种自行配置的矿浆调整剂ED-l，调整剂起到调整矿浆电位的作用；-0. 074mm粒级矿物由于微细粒级含量高，且包裹严重的结合铜矿物含量较高，使用加温强化浸出工艺处理此部分矿石。
浸出试验采用250ml_锥形瓶，置于SHZ型水浴恒温摇床中振荡，转速恒定140rpm。每次矿样209，按一定液固比加入浸出剂硫酸溶液。条件试验主要确定最佳浸出温度、时间、液固比和酸浓度。
3细粒级搅拌浸出试验
细粒级矿物，结合铜矿物占比相对较高，矿浆泥化严重，铜矿物可能以包裹或类质同象的形式存在于脉石矿物中，常温浸出效果较差。因而考虑采用加温浸出，以提高矿石浸出效果。
3.1浸出温度和时间试验
浸出过程中，浸出时间和浸出温度对浸出过程有着极为重要的影响。提高浸出作业的反应温度可以加速铜矿物浸出，同时能够促进赤铜矿等结合铜矿物的浸出。为选取最佳浸出温度和时间，对不同温度条件下矿石浸出率随时间变化进行试验。试验矿样经0. 074mm筛分分级，浸出硫酸40g·L-l，液固比3:1。试验结果见图1。
图1中可以看出，矿石随着时间的增长浸出率逐步升高，到达一定程度后，上升趋势减缓。矿石浸出作业的前三个小时内，浸出温度提升至60℃，可大幅提高铜矿石浸出率，可见温度的升高有助于加速铜矿物的浸出。在浸出温度提升到80℃，浸出时间3h，矿石浸出率达92.13%。
3.2液固比试验
土状矿石中存在较高含量的黏土矿物，此部分矿物在浸出过程中容易泥化，导致矿浆分散性变差。因此，浸出作业需要适宜的液固比，既能保证矿浆的分散性，也能兼顾浸出剂的用量。对矿石进行液固比条件试验。试验矿样经0. 074mm筛分分级，浸出用硫酸40g·L-l，温度80℃，浸出时间3h。试验结果见图2。
试验结果如图2所示，图中可以看出，随着液固比不断提高，为达到同样酸浓度的所需的浸出剂用量呈比例上升。在液固比达到3:1左右，铜浸出率上升逐步放缓，浸出液铜离子浓度逐步降低，此时吨铜酸耗13. 07t。由于液固比提高，矿浆浓度降低会导致相同体积的浸出剂所处理的矿石量降低。综合考虑矿石浸出酸耗，取液固比2.5：1。
3.3初始酸度试验
浸出过程中，浸出剂的浓度对矿石浸出有较大影响。提高浸出剂浓度，可有效提高矿石的浸出率，而过量的浸出剂与脉石矿物发生反应，将导致浸出剂消耗量增大。试验矿样经0. 074mm筛分分级，液固比2.5：1，温度80℃，浸出时间3h。试验结果见图3。
由图3可以看出，矿石铜浸出率随硫酸质量浓度的增加而增加，在硫酸质量浓度达到40g·L-l以后，铜浸出率达到90. 52%，同时上升趋势逐渐减弱，而酸耗逐步上升。故浸出硫酸质量浓度40g·L-l试验结果最佳。
4粗粒级常温浸出试验
+0. 074mm粒级矿物，矿石自由氧化铜矿物含量较高，在酸溶液中浸出较为容易，因而采用常温浸出工艺。考虑矿物中仍有一定含量的结合氧化铜矿物如赤铜矿等。此类矿物，浸出作业时，对矿浆电位(Eh)要求较高，在一定的矿浆电位(Eh)和pH才能溶浸。温度为25℃时，Cu-H2O系统Eh-pH关系如图4所示。
由图4可以看出，赤铜矿等次生矿物在矿浆Eh大于0. 35，pH小于4以下才能溶浸。故试验添加矿浆调整剂，调整矿浆电位，以强化浸出作业。为提高结合铜矿物如赤铜矿的浸出，试验使用了一种自行研制的矿浆调整剂ED-1。
4.1 浸出时间试验
浸出作业中，浸出时间对最终矿石铜浸出率有较大影响，对矿石进行浸出时间条件试验。矿石经过0. 074mm筛分分级，取+0. 074mm组分矿物进行试验，浸出液硫酸质量浓度50g·L-l，调整剂ED-1质量浓度1g·L-l，液固比3:1，温度20℃。试验结果见图5。
浸出时间条件试验结果见图5．随着浸出时间的增长，铜浸出率逐步提高。在时间达到8h后，铜浸出率逐步放缓。浸出时间8h铜浸出率73. 18%。
4.2 液固比试验
粗粒级矿物在浸出过程中，会出现部分泥化现象。此部分泥化矿物对矿浆分散性影响较大。浸出液硫酸质量浓度40g·L-l，调整剂ED-1质量浓度1g·L-l，液固比3:1，温度20℃，浸出时间8h。试验结果如图6所示。
试验结果中可以看出，矿石铜浸出率，随液固比升高缓慢升高，液固比3:1左右，升高趋势放缓，此条件下铜浸出率72. 97%，吨铜酸耗16. 45t。
4.3初始酸度试验
试验取+0. 074mm矿样209，置于250ml锥形瓶中，调整剂ED-1质量浓度1g·L-l，液固比3：1，浸出温度20℃，浸出时间8h。条件试验硫酸质量浓度条件和试验结果见图7。
试验结果可以看出，随着硫酸质量浓度的升高，铜浸出率不断升高。由于酸浓度的增加，导致碱性脉石矿物溶解，使浸出酸耗上升。浸出硫酸质量浓度40g·L-l时，铜浸出率73. 21%，吨铜酸耗16. 39t。
4.4浸出调整剂试验
试验取+0. 074mm矿样209，置于250ml锥形瓶中，浸出硫酸质量浓度40g·L-l，液固比3:1，浸出温度20℃，浸出时间8h。条件试验ED-1质量浓度条件和实验结果见图8。
试验结果可以看出，随着ED-1质量浓度的升高，铜浸出率逐步升高。矿石中一定含量的还原态铁矿物对调整剂产生一定的消耗。试验结果可以看出调整剂ED-1质量浓度2g·L-l时，铜浸出率75. 52%，吨铜酸耗15. 89t，较未添加ED-1铜浸出率提高了7. 31%。
5最佳条件试验
试验取+0. 074mm粒级矿物209，置于250ml锥形瓶中，液固比3:1，浸出温度20℃，浸出时间8h，硫酸浓度50g·L-l，调整剂ED-1质量浓度2g·L-l。取-0. 074mm粒级矿物20g，置于250ml锥形瓶中，液固比2.5：1，浸出温度80℃，硫酸浓度40g·L-l，浸出时间3h。试验结果见表4。
由表4可以看出，对矿石进行分级分别处理试验，铜综合浸出率81. 93%，吨铜综合酸耗13. 86t。
6结论
1)云南某土状铜矿，采用分级强化浸出工艺处理，矿石分级后，粗粒级矿石使用ED-1进行常温强化搅拌浸出，细粒级矿物加温至80℃进行强化搅拌浸出，小型试验结果表明，铜综合浸出率81. 93%，吨铜综合酸耗13. 86t。铜浸出率较现有常温浸出工艺有了大幅提升，为矿石的进一步开发利用奠定了基础。
2)加温酸浸可有效处理结合氧化铜矿含量较高的铜矿石。采用加温搅拌浸出工艺能够加速浸出作业速度，高效浸出结合铜矿物含量较高的矿物。-0. 074mm粒级矿物，80℃加温浸出，铜浸出率达到90. 87%。
3)分级强化浸出工艺，使浸出作业条件更有针对性，避免了碱性脉石矿物在加温浸出中对浸出剂过多的消耗。
4) ED-1质量浓度2g·L-l时，+0. 74mm粒级铜矿物浸出率提高了7. 31%。强化浸出调整剂ED-1，能够有效提高结合率氧化铜矿石的铜浸出率。
7 摘 要：
对云南某黏土质氧化铜矿进行了浸出试验研究，试验结合不同粒级矿石的可浸性能差异，对矿石进行分级强化浸出。+0. 074mm添加强化浸出剂ED-I搅拌浸出， 0.074mm加温800C搅拌浸出。通过搅拌浸出条件试验，确定最佳浸出参数，最佳条件下铜综合浸出率81. 93%，吨铜综合酸耗13. 86t，铜浸出率较现有常温浸出工艺有了大幅提升。
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