孔科拉矿石的主要铜矿物是辉铜矿、斑铜矿,其次才是黄铜矿。因此它的精矿的特点是:高铜,低硫,低铁和高硅,并且含有钴矿物,所以在熔炼时必须配人黄铁矿和石灰。但是,这些特点使它非常适合采用加压浸取。孔科拉深部矿样中斑铜矿占铜矿物的22%、辉铜矿18%、黄铜矿11%、铜蓝5%,主要脉石是钾长石(19%)、石英石(8%)和云母。钴主要以硫铜钴矿与铜矿物共存。
南非的盎格鲁·阿美利加研究室(AAC)受委托就孔科拉矿的冶炼,并结合恩昌加的难冶矿的利用,提出了一个酸的供需保持平衡的联合湿法流程[1],流程图见下图。
AAC的实验一共取了6个不同的钦可拉难冶矿样,其中一种典型的成分和孔科拉精矿样品一起列于下表。在进行了充分的小实验之后,按照上述流程图进行连续的中间工厂实验,规模为
孔科拉精矿和钦可拉难冶矿典型成分 | ||||||||||||
成分% | Cu | Co | Fe | Al | Mg | Ca | Mn | Ni | Si | Zn | CO3 | S |
孔科拉精矿 | 41.44 | 0.4 | 6.51 | 3.01 | 0.88 | 0.35 | 0.02 | <0.01 | 10.22 | <0.01 | 2 | 约15 |
难冶矿 | 1.03 | 0.06 | 0.94 | 5.26 | 3.48 | 0.58 | 0.14 | <0.01 | 29.7 | 0.02 | 2.48 |
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孔科拉流程中试浸取条件 | |||||
矿物 | 工序 | 温度/℃ | 停留时间/h | 总压/kPa | 氧分压/kPa |
硫化矿 | 分解碳酸盐 | 65 | 3 | 2300 | 700 |
| 加压浸取 | 200 | 1 | ||
难冶矿 | 一段常压 | 30 | 2 | ||
| 二段常压 | 65 | 6 |
下图是浸取过程达到稳态时,各个取样点的铜、铁、钻和游离酸的平均浓度分布。取样点1、2为碳酸盐分解前后的成分,当加入酸后,铜和铁都有明显的溶出,游离酸升至
这些结果表明,在釜中浸出的铁很快氧化、水解,然后沉淀。沉淀包括赤铁矿和铁的碱式硫酸盐。酸主要消耗于铜和钴的浸出反应,固体样品的分析表明,铜约在40mim时已浸出完毕,而钴浸取则需要60min才能完成。铜矿物的浸出顺序为:斑铜矿>辉铜矿>铜蓝>黄铜矿。