硫化矿低温氧化酸浸—机械活化

    A柏林大学的工作
    机械活化用于硫化铜矿的浸取始于德国柏林大学的一些教授。在20世纪70年代，他们发现超细磨不但增加矿物的比表面，而且破坏了部分矿物的结构。这反映在矿物的X-射线衍射的吸收峰上，峰高降低、峰宽增加。因此建议用主要吸收峰的峰高来衡量细磨的程度，即以细磨前矿物X-射线衍射图谱主峰的高I₀为分母，细磨后
                  I
的峰高I为分子的比值—作为细度的标度。一般至少应该达到0.8，最好能小于0.7。
                  I₀
    他们采用振荡磨、振动磨或带搅拌的立式球磨机强化研磨过程。颗粒可以细磨至3μm。如一种精矿成分为：Cu 27.0% 、Fe 31.2%、S 35.6%、研磨至I/I₀＝0.5，加硫酸至H₂SO₄/CU（mol）＝1.2/1，value="100" UnitName="℃">100℃、2. 5MPa的总压力下，浸取1h，铜的浸取率96.5%，浸取2h达到98.5%。
    柏林大学和鲁奇（Lurgi）及密特堡（Mitterberg）矿山合作，开发了鲁奇-密特堡流程，进行了一年
多的中间工厂试验，规模为每天1t电解铜。对于鲁奇-密特堡流程建设生产厂的投资估算表明，年产1万t电解铜的小规模厂，细磨的电耗为1100~1200kW·h/t电解铜。加之浸取渣排放等困难，使得鲁奇公司认为湿法处理密特堡矿不经济。
    比柏林大学稍晚一点，国际镍公司、美国犹地大学也相继发表了关于细磨的研究，与柏林大学的结果有所不同。他们认为，无论振动磨或者普通球磨都增加颗粒的比表面,也都有破坏结构的作用；所谓“结构破坏”,实际上是晶格产生了张力。将一部分的具有晶格张力的矿粉经过退火处理，消除张力。发现有张力和无张力的黄铜矿矿粉浸取行为一样，浸取速率都与比表面成正比。
    后来又有些研究提出矿石细磨产生的新表面具有较强的活性，增加了原电池作用，因而增加浸取速度。
    早期超细磨的研究时断时续，取得的进展不大。直到20世纪90年代之后，高效的低线速度垂直轴型搅拌磨以及水平搅拌磨等大型细磨机的问世，可以将大量矿粉细磨至80%达到5~10μm，而能耗仅为振动磨的几分之一到十几分之一，这才又燃起研究热潮^[1]。
    B阿克梯福克斯流程
    20世纪90年代初期，多明尼翁（Dominion）矿业公司开发成功阿克梯福克斯（ACTIVOX）过程，后来由西方矿物技术公司（Western Minerals Technology. Pty Ltd)推向市场，ACTIVOX是其注册商标^[2]。
    根据多明尼翁公司的一个早期专利，黄铜矿（铜29%、铁32%、硫32%）细磨后100%达到15μm(P₈₀=5μm)，在低于value="120" UnitName="℃">120℃及1MPa氧分压下，铜的浸出率大于90%。消耗氧气为每千克铜value=".99" UnitName="kg">0.99kg。但是据称，如果分为3段浸取，每段中间再次细磨，则可以使氧气消耗大为降低。对于含黄铁矿较低的精矿，矿石中硫转化为单质硫的比例约为60%~70%，与中温浸取类似。细磨矿石的能耗为40kW·h/t。这不足前面所说的振动磨能耗的十分之一。整个超细磨的生产成本，包括电力、研磨介质和易磨损部件，折合到每吨电解铜一共不足22美元。
    据估算，年产5万t电解铜的生产厂，以含铜25%、硫33%的精矿为原料，如果厂建在北美，吨铜年生产能力的投资为1600美元。如电价为4美分／（kW·h），生产成本为每吨电解铜374美元。
    参考文献：
         1.Liddell K S，Hall S J，Annual Meeting of CIM，Montreal，3~7，May，1998
         2.Evans H A，Proc.Randol Copper Hydromeatallurgy Roundttable’99，Phoenix，Oct.1999，93~95