论文部分内容阅读
黄铜矿是铜生产中重要的原料之一，同时也是最难处理的硫化铜矿，采用湿法冶金的方法处理黄铜矿，常压浸出条件下，存在反应速率低以及氧化浸出机理不明确等问题。本研究探讨了常压浸出条件下，浸出温度、硫酸浓度和氧化剂等因素对黄铜矿在硫酸体系中氧化浸出行为;采用电化学测试技术研究了常压浸出条件下，黄铜矿在硫酸体系中氧化浸出电化学机理;通过优化机械活化及后续氧化浸出的工艺参数，探讨了采用机械活化的方法来提高黄铜矿在常压下的浸出速率的可行性;采用X射线衍射(XRD)和示差扫描量热法-热重量分析法(DSC-TGA)以及电化学测试等方法，研究黄铜矿浸出的机械活化机理。
研究结果表明，分别对比三种浸出溶液，在优化后的浸出条件下，未活化的黄铜矿在H2SO4-H2O2溶液中浸出效果最好，Cu的浸出率为38.4％，Fe的浸出率为55.9％;在Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中浸出效果次之，Cu的浸出率为19.2％;在H2SO4溶液中浸出效果最差，Cu的浸出率为3.3％，Fe的浸出率为4.4％。
电化学测试结果表明，常压下黄铜矿在H2SO4溶液中浸出速率低主要是由于黄铜矿在浸出过程中表面形成了钝化膜(Cu1-xFe1-yS2)。而室温下，往H2SO4溶液中添加入Fe3+对黄铜矿的浸出影响不明显，但随着浸出温度的升高，黄铜矿表面钝化膜(Cu1-xFe1-yS2)逐渐溶解消失，其在Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中浸出速率开始加快。H2O2的添加，能够阻碍黄铜矿表面钝化膜的形成，导致黄铜矿浸出机理发生部分改变，甚至导致活性溶解的发生。
机械活化处理能够有效的提升黄铜矿的浸出率。在Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中，黄铜矿经过二次活化后，Cu的浸出率达到了90.9％。在一次机械活化过程中，黄铜矿比表面积的增加和内部晶格缺陷的产生均对黄铜矿的浸出发挥着重要的促进作用，而黄铜矿经过二次机械活化主要是起到破坏黄铜矿浸出渣表面钝化膜的作用。当浸出液为Fe2(SO4)3-H2SO4溶液时，黄铜矿原矿经过机械活化后氧化浸出工艺处理，黄铜矿几乎被完全浸出，浸出渣主要是单质硫。
研究结果表明，分别对比三种浸出溶液，在优化后的浸出条件下，未活化的黄铜矿在H2SO4-H2O2溶液中浸出效果最好，Cu的浸出率为38.4％，Fe的浸出率为55.9％;在Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中浸出效果次之，Cu的浸出率为19.2％;在H2SO4溶液中浸出效果最差，Cu的浸出率为3.3％，Fe的浸出率为4.4％。
电化学测试结果表明，常压下黄铜矿在H2SO4溶液中浸出速率低主要是由于黄铜矿在浸出过程中表面形成了钝化膜(Cu1-xFe1-yS2)。而室温下，往H2SO4溶液中添加入Fe3+对黄铜矿的浸出影响不明显，但随着浸出温度的升高，黄铜矿表面钝化膜(Cu1-xFe1-yS2)逐渐溶解消失，其在Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中浸出速率开始加快。H2O2的添加，能够阻碍黄铜矿表面钝化膜的形成，导致黄铜矿浸出机理发生部分改变，甚至导致活性溶解的发生。
机械活化处理能够有效的提升黄铜矿的浸出率。在Fe2(SO4)3-H2SO4溶液中，黄铜矿经过二次活化后，Cu的浸出率达到了90.9％。在一次机械活化过程中，黄铜矿比表面积的增加和内部晶格缺陷的产生均对黄铜矿的浸出发挥着重要的促进作用，而黄铜矿经过二次机械活化主要是起到破坏黄铜矿浸出渣表面钝化膜的作用。当浸出液为Fe2(SO4)3-H2SO4溶液时，黄铜矿原矿经过机械活化后氧化浸出工艺处理，黄铜矿几乎被完全浸出，浸出渣主要是单质硫。