赞比亚地区某氧化铜矿浸出工艺方案的经济比较

赞比亚某氧化铜矿位于赞比亚北部铜带省卢安夏市附近，称为卢安夏矿床，为沉积变质型铜矿床。矿床主要有7个矿段，为巴鲁巴中、巴鲁巴东（又分南北两翼）、穆利亚希北、穆利亚希南、卢安西延、卢安东延和卢安盆地。

巴鲁巴东（北翼）、穆利亚希南、卢安盆地等矿段的下部硫化矿均已开采，采用常规的浮选工艺生产铜精矿，有些矿段的硫化矿已基本采完。7个矿段矿体上部的氧化矿还未开发，其矿石量约1.4亿t，平均铜品位为1.2%，铜金属量约为166.7万t。而氧化铜矿一般采用湿法冶炼方式提取金属铜。穆利亚希北矿段和巴鲁巴东（南翼）矿段，因采矿条件比较好，故确定为首采段，试验样品均取自于这两处，用于进行试验研究。

1 矿石性质

卢安夏矿区地表岩石风化严重，主要为软岩，其深度一般不超过80m；深部为风化相对不严重的岩层，主要为硬岩。氧化深度变化明显，在50m以上所有硫化物都氧化了，而在200m以下基本不存在氧化物，在50～200m中间，氧化作用随深度变化而变化，存在一个10～20m的氧化物和硫化物的混合带。

软岩主要是泥质板岩，岩体破碎，裂隙发育，岩石质量较差rqd＜30%，稳固性较差，岩石饱和单轴抗压强度为rb＜30mpa，岩石弱面剪切试验内摩擦角为φ＜19°，因而粉料多；硬岩主要是片岩，岩体较完整，裂隙发育一般，岩石质量较好为50%＞rqd＞30%，具较好的稳固性，岩石饱和单轴抗压强度为60mpa＞rb＞30mpa，岩石弱面剪切试验内摩擦角为35°＞φ＞19°。

1.1原矿化学多元素分析

对原矿进行化学多元素分析，其结果见表1。

表1  原矿化学多元素分析结果  %

1.2 矿石矿物组成

矿区主要铜矿物有自然铜、孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、假孔雀石、辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿和含铜云母。孔雀石是最主要的氧化铜矿物，呈水泡状和主要以交代溶蚀结构和片状结构取代黄铜矿和其他硫化矿并在其周围形成环状，常与硅孔雀石连生。硅孔雀石也是主要的氧化铜矿物，常为水泡状和层状，其通常无定形结构，但偶尔以放射环状出现，孔雀石和硅孔雀石以少量连续和间断相互充填。赤铜矿是常见矿物，并随深度增加而增加，常在辉铜矿周围出现，但也以不规则形式与其他氧化矿物共生。黑铜矿呈土状黑色粉末的铜/钴，其由弱水晶氧化锰（软的）吸附铜和钴而形成的。氧化锰常常与云母岩层中的含铜云母共生。自然铜较少，但也可见其以星点状分布在片岩中。假孔雀石较少，常与灰色的氧化锰共生。

含铜云母是极为普通的矿物，其以独立或其他铜矿物结合的形式出现，在rl6岩层和穆利亚希北白云岩层内较多，经化验铜品位较高，该含铜云母实际是由铜被云母包裹的蛭石和水黑云母组成，呈金褐色，另外在片岩层中还有绿泥石、石英、透闪石、数量变化较大的锰土和水晶，赤铜矿、锰土和云母则成为较普遍的铜矿物。对各试样进行铜物相分析，结果见表2。

表2  各试样铜物相分析结果 %

注：m—指穆利亚希；b—指巴鲁巴。

2 选冶试验

2.1硬岩矿柱浸试验

取硬岩m-1、m-2（m-4）、m-3、b-1、b-2 共6个矿样，其中m-2与m-4矿样性质完全相同。在浸出粒度分别为-25mm86%、-25mm76%、-25mm62.5%、-25mm76%、-25mm48%、-25mm48%时，并分别加入浓硫酸混合使物料含湿为8%～11%，装入6m柱子，24h后再喷淋。柱浸试样粒度分布图见图1，柱浸试验结果见表3。

图1  柱浸试样粒度分布

表3  柱浸试验结果

    由表3可知，巴鲁巴2个矿样比穆利亚希2个矿样因粒度更粗，而具有更长的浸出时间，且酸耗也更高，说明浸出粒度是影响铜浸出率因素之一；m-3所测定浸渣中的原生硫化铜含量较高达44.5%，但浸出率为73.3%，说明浸渣中含铜矿物不一定是黄铜矿，实际上可能是矿石中的含铜云母或是赤铜矿。硬岩矿采用堆浸工艺是可行的，在浸出时间为180～246d时，铜浸出率为72.9%～76.7%，每吨矿酸耗在40.1～55.9kg；利用浓硫酸具有强氧化和放热性质，对喷淋前的矿石进行熟化处理是必要的，可以使部分次生硫化铜矿和原生硫化铜矿进一步氧化，使包裹铜的云母受热而脱落。

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