第10卷第6期 2010年12月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
黄铜矿低温氯化-选择性氧化提取铜过程
付念新，岩崎殿"，五川建雄”，小林翰男”
Vol.10 No.6 Dec. 2010
(1.东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳 110004；2.Natunal Resources Research Institute, University ofMinnesota, Coleraine,MN 55722,USA：
3.日本产业技术综合研究所环境管理技术研究部门，日本灵城筑波市305-8569)
摘要：对流化床中黄铜矿精矿低温氯化和选择性氧化提取铜过程进行了研究。采用二段氯化，使下段排气中残氧和产物S;Cl2在上段中消耗于精矿的氯化，温度分别控制在270和250℃左右，且下段排气残氯浓度不超过0.015%，得到充分氯化的低硫产物，增设一个反应器，仅用氮气对氯化产物热处理，其硫含量进一步降低。低硫氯化产物在 350~360C能平稳进行氧化反应，放出的Clz在上部反应器中用于精矿的氧化而脱除，稀盐酸对氧化产物浸取有效，pH 值在0.30~1.86范围，Cu接近全溶，Fe浸出率不超过5%.浸出液中Cu，Fe和SO.-浓度随固液比提高线性增加，固液比为0.5g/mL时，Cu浓度超过115g/L，而Fe/Cu含量比低于0.03，SO，-浓度也很低，满足钢电积操作要求.同时研究了精矿所含微量贵金属和少量条质随处理过程的变化
关键词：黄射矿；低温氯化：热处置：选择性氧化：流化床：铜浸取
中图分类号：TF111.19 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)06-1138-05
程最初的流程设计目标是使两阶段能接续进行，以便氧
从黄铜矿提取铜的传统方法是包括焙烧、熔化和吹炼等过程的火法冶炼，具有生产效率高、铜回收率高等优点，但产生大量SO2烟气，污染环境因此，人们积极开发SO非发生型的混法提铜技术，包括不同介质(硫酸盐、氯化盐、氨、硝酸和细菌等)的浸出[1-7]、氯化选择性氧化焙烧-浸出(8)、加硫焙烧-浸出(9等工艺.其中氟化一选择性氧化熔烧一没出新工艺具有反应快、能耗低、可回收单质硫等特点，更具产业化前景.对黄铜矿氯化的研究已有一些报道，但大多是关于氯化反应动力学和机理方面{10-12]，对氯化产物的选择性氧化研究不多 Adam等[13]通过热重分析研究了CuCl2和FeCl;的选择性氧化行为，Hundley等14]则对两者的混合物在800℃ 的氧化进行了研究。文献尚未涉及黄铜矿氯化一选择性氧化过程出现的物料粘结这一关键技术问题，对于氯化过程的物料粘结问题，付念新等8已通过降低氟化温度和使S,Cl2向单质硫转化的两段连续氧氯化而解决：氧化产物选择性氧化时的物料粘结机理也已查明，并对氧化反应条件进行了优化[15]，然而低温氛化-选择性氧化过
化反应释放的氟气直接用于氟化，实现氯气和反应热的内循环，实现节能降耗，但研究发现氧化段需过量的氧气来稳定流化床的操作，含氧排气直接进入氯化段会使黄铜矿在氯化过程中部分氧化为硫酸盐，此外，实验还发现氯化和氧化段所需的最佳温度和流化气体流量不同，且选择性氧化反应速度低于氯化速度考虑到这些情况，付念新等819认为应将氯化和氧化两操作单元分离，这不但有利于流化气体分别在各自单元循环，也能避免过量氧对黄铜矿颗粒的氧化.因此，在已有研究的基础上，本工作主要对黄铜矿精矿的低温氯化-选择性氧化过程进行实验研究，强化两者的匹配关系，确定合理的工艺流程；同时也对氧化产物的没取过程及贵金属和少量杂质的走向进行研究，为下一步产业化生产设计提供有效的实验数据和技术支撑.
实验 2
2.1原料
将黄铜矿精矿（由印度尼西亚Ertsberg矿山提供，化学成分见表1)加适量水及粘结剂蜜糖进行造粒，在105
实验原料化学组成表1
Chemical compositions of experimental materials
Table1
Material
Chalcopyrite
MC (chlorinated product with moderate sulfir content)
C-1 (chlorinated produect with low sulfur content) C-2 (chlorinated product with high sulfiur content)
Note: Feger and Cue is soluble iron and cupper, respectively.
S 30 7.7 0.8 12.3
cl 32.2 42.0 23.1
Elemental conent (%,) Fe
Cu
24 19.00 12.68 20.61
29 21.71 25.24 23.59
收稿日期：201006-23，修图日期：2010-1201
基金项目：日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)产业技术研究开发促进事业基金资助项目(编号：8G-030-1)
Fed 12.10 11.28 7.65
Ceel 17.88 21.93 13.21
作者篇介：付名新(1960-)，男，吉林省迁源市人，博士，副教授，从事提取冶金新工艺研究，Tel:024-83681310,E-mail：funx@smm.neu.edu.cn 万方数据