·762· 工程科学学报，第38卷，第6期 180min,考察酸度变化对铜矿浸出率的影响，酸度变 60 化范围为30~50gL,结果如图2所示.随酸度的升 50 高，铜浸出率呈现先上升后平稳又上升的趋势.采用 浓酸处理可提高氧化铜的浸出率，但由于碳酸盐脉石 的存在，酸度升高的过程中部分碳酸盐脉石优先与酸 发生反应，导致在酸度由35gL升高至45gL的过 30 。-矿石粒径0.355-0.425mm 程中，铜的浸出率并未大幅提升.碳酸盐脉石与酸反 一刊石粒径0.250-0.355mm ▲一矿石粒径0.178-0.250mm 应将增加铜矿的浸出成本，通过对35gL和45gL 一矿石粒径0.125-0.178mm 一矿石粒径0.074-0.125mm 酸度下浸铜效果对比可知，工业生产时需尽可能在低 酸耗条件下达到较好的浸出效果，增加酸度可提高铜 20 406080100120140160180200 的浸出率，但也需考虑生产成本.采用35gL的处理 浸出时间/min 此类型氧化铜矿石是合适的. 图3矿石粒径对铜浸出率的影响 60 Fig.3 Effect of particle size on copper leaching rate 固质量比为3：1的实验组对比时，铜浸出率仅提高 5%.液固质量比由2：1提高至3：1时，铜浸出率提高 40 10.3%,由于碳酸盐脉石的存在，提高液固质量比的同 30 酸度30gL 时也增大碳酸盐脉石的耗酸量，所以在液固质量比升 ·酸度35g1 20 酸度40gL 高的过程中，铜浸出率得到提高，但其提高幅度不断减 酸度45gL 小.综上分析可知，采用液固质量比3：1浸出该氧化铜 4一酸度50g·L 矿是合适的 20406080100120140160180200 60 浸出时间/min 50 图2酸度对铜浸出率的影响 Fig.2 Effect of acid concentration on copper leaching rate 0 2.3矿石粒径的影响 30 在温度303K、酸度35gL-、液固质量比3：1和振 。一液固质量比21 20 ◆一液周质量比2.5：1 荡速度180r·min的条件下振荡浸出180min,考察矿 ◆一液固质量比3：1 一液固质量比3.5：1 石粒径对铜矿浸出率的影响，矿石粒径变化范围为 ←一液固质量比4：1 0.074~0.425mm,结果如图3所示.在矿石粒径变化 20 406080100120140160180200 范围内，180min内浸出过程中铜浸出率最高和最低值 浸出时间/min 分别达53.6%和43.8%，矿石粒径与铜浸出率呈负相 图4液固质量比对铜浸出率的影响 关，矿石粒径越小，铜浸出率越高.矿石颗粒直径越 Fig.4 Effect of liquid-to-solid ratio on copper leaching rate 小，矿石颗粒的比表面积越大，颗粒与酸液接触的反应 2.5振荡速度的影响 面积更大，使浸出反应更加充分.同时，颗粒越小，浸 在温度303K、酸度35g·L、矿石粒径0.074~ 出液渗透至颗粒内部的距离也越短，反应生成的铜离 0.125mm和液固质量比3：1的条件下振荡浸出180 子等产物扩散至颗粒表面的时间也越短，从而使浸出 mi,考察振荡速度变化对铜矿浸出率的影响，结果如 反应的效率得到提高.因此，矿石粒径在0.074~ 图5所示.随振荡速度升高，铜浸出率呈上升趋势，当 0.125mm区间时浸出效果最佳 振荡速度为200r·min时铜浸出率最高，达52.9%. 2.4液固质量比的影响 但对比振荡速度为l50rmin和180r·min的情况可 在温度303K、酸度35gL-、矿石粒径0.074~ 以看出，当振荡速度大于150rmin时，随着振荡速度 0.125mm和振荡速度180r·min的条件下振荡浸出 升高，铜浸出率升高幅度较小，表明随振荡速度提高， 180min,考察液固质量比变化对铜矿浸出率的影响， 溶液内各反应物可充分混合均匀，液膜扩散对浸出过 液固质量比变化范围为2：1~4：1，结果如图4所示. 程的影响可逐渐被消除.考虑实际生产过程中提高振 液固质量比越高，浸出溶剂越充分，铜浸出率越高.液 荡速度需增加生产成本，但铜浸出率未显著提高，故选 固质量比为4：1时，铜浸出率最高，达57.6%，但与液 择I80 r-min为浸出过程中最佳振荡速度.工程科学学报，第 38 卷，第 6 期 180 min，考察酸度变化对铜矿浸出率的影响，酸度变 化范围为 30 ～ 50 g·L － 1，结果如图 2 所示． 随酸度的升 高，铜浸出率呈现先上升后平稳又上升的趋势． 采用 浓酸处理可提高氧化铜的浸出率，但由于碳酸盐脉石 的存在，酸度升高的过程中部分碳酸盐脉石优先与酸 发生反应，导致在酸度由 35 g·L － 1升高至 45 g·L － 1的过 程中，铜的浸出率并未大幅提升． 碳酸盐脉石与酸反 应将增加铜矿的浸出成本，通过对 35 g·L － 1和 45 g·L － 1 酸度下浸铜效果对比可知，工业生产时需尽可能在低 酸耗条件下达到较好的浸出效果，增加酸度可提高铜 的浸出率，但也需考虑生产成本． 采用 35 g·L － 1的处理 此类型氧化铜矿石是合适的． 图 2 酸度对铜浸出率的影响 Fig． 2 Effect of acid concentration on copper leaching rate 2. 3 矿石粒径的影响 在温度 303 K、酸度 35 g·L － 1、液固质量比 3∶ 1和振 荡速度 180 r·min － 1的条件下振荡浸出 180 min，考察矿 石粒径对铜矿浸出率的影响，矿石粒径变化范围为 0. 074 ～ 0. 425 mm，结果如图 3 所示． 在矿石粒径变化 范围内，180 min 内浸出过程中铜浸出率最高和最低值 分别达 53. 6% 和 43. 8% ，矿石粒径与铜浸出率呈负相 关，矿石粒径越小，铜浸出率越高． 矿石颗粒直径越 小，矿石颗粒的比表面积越大，颗粒与酸液接触的反应 面积更大，使浸出反应更加充分． 同时，颗粒越小，浸 出液渗透至颗粒内部的距离也越短，反应生成的铜离 子等产物扩散至颗粒表面的时间也越短，从而使浸出 反应 的 效 率 得 到 提 高． 因 此，矿 石 粒 径 在 0. 074 ～ 0. 125 mm 区间时浸出效果最佳． 2. 4 液固质量比的影响 在温度 303 K、酸度 35 g·L － 1、矿石粒径 0. 074 ～ 0. 125 mm 和振荡速度 180 r·min － 1 的条件下振荡浸出 180 min，考察液固质量比变化对铜矿浸出率的影响， 液固质量比变化范围为 2∶ 1 ～ 4∶ 1，结果如图 4 所示． 液固质量比越高，浸出溶剂越充分，铜浸出率越高． 液 固质量比为 4∶ 1时，铜浸出率最高，达 57. 6% ，但与液 图 3 矿石粒径对铜浸出率的影响 Fig． 3 Effect of particle size on copper leaching rate 固质量比为 3 ∶ 1 的实验组对比时，铜 浸 出 率 仅 提 高 5% ． 液固质量比由 2∶ 1提高至 3∶ 1时，铜浸出率提高 10. 3% ，由于碳酸盐脉石的存在，提高液固质量比的同 时也增大碳酸盐脉石的耗酸量，所以在液固质量比升 高的过程中，铜浸出率得到提高，但其提高幅度不断减 小． 综上分析可知，采用液固质量比 3∶ 1浸出该氧化铜 矿是合适的． 图 4 液固质量比对铜浸出率的影响 Fig． 4 Effect of liquid-to-solid ratio on copper leaching rate 2. 5 振荡速度的影响 在温度 303 K、酸度 35 g·L － 1、矿石粒径 0. 074 ～ 0. 125 mm 和液固质量比 3 ∶ 1的条件下振荡浸出 180 min，考察振荡速度变化对铜矿浸出率的影响，结果如 图 5 所示． 随振荡速度升高，铜浸出率呈上升趋势，当 振荡速度为 200 r·min － 1时铜浸出率最高，达 52. 9% ． 但对比振荡速度为 150 r·min － 1和 180 r·min － 1的情况可 以看出，当振荡速度大于 150 r·min － 1时，随着振荡速度 升高，铜浸出率升高幅度较小，表明随振荡速度提高， 溶液内各反应物可充分混合均匀，液膜扩散对浸出过 程的影响可逐渐被消除． 考虑实际生产过程中提高振 荡速度需增加生产成本，但铜浸出率未显著提高，故选 择 180 r·min － 1为浸出过程中最佳振荡速度． · 267 ·