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复杂含铜金精矿铜回收工艺研究
摘要
本文研究了复杂含铜金精矿铜回收工艺，包括浸出、富集、析出和电积等步骤。通过分析每个步骤的影响因素，优化条件，研究结果表明，采用酸浸法浸出，铜矿物相和化学结构对浸出率有重要影响；富集阶段采用溶剂萃取法，优化摇床转速和相比例可以提高回收率；析出阶段通过调节沉淀pH值，可以充分沉淀出铜；电积阶段通过充分搅拌和适当放电密度，可以获得高纯度铜。
关键词：含铜金精矿；铜回收；浸出；富集；析出；电积
引言
复杂含铜金精矿是一种难以处理的矿物资源。其中铜的回收率低，且存在多种杂质，如铁、硫等。因此，如何高效回收含铜金精矿中的铜，成为了矿业和冶金行业的热门研究领域。本文研究了含铜金精矿的回收工艺，包括浸出、富集、析出和电积等步骤，以期提高含铜金精矿中的铜回收率。
实验方法
实验使用的含铜金精矿为某矿山提供的样品，经过初步分析，金精矿的主要矿物相为黄铜矿、方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等，其中黄铜矿占比较大。实验步骤如下：
1.浸出
浸出采用酸浸法，矿粉与硫酸溶液混合，加热至70℃，维持2h，得到浸出液。
2.富集
采用溶剂萃取法，将浸出液与有机相混合，通过摇床进行摇匀，借助两相不同的疏水性质分离。最后，得到富集液。
3.析出
将富集液加入氢氧化钠溶液（浓度为5mol/L），调节pH值至12，通过搅拌使得铜沉淀，最后沉淀与过滤。
4.电积
将沉淀进行电积，采用电解槽进行电解，电解液为含硫酸铜的铜盐溶液，电流密度为250A/m^2，电解时间为3h。
结果与讨论
1.浸出结果
通过ICP-MS检测，浸出液中铜含量为1.16g/L，浸出率为82%。同时，扫描电子显微镜分析显示，矿物相与浸出效果密切相关。黄铜矿的浸出率为87%，方铅矿的浸出率为69%，黄铁矿和闪锌矿的浸出率均低于40%。浸出液中含有Fe、Al、Zn等多种杂质，需要经过富集和析出步骤。
2.富集结果
通过实验探究，富集过程中，摇床转速和相比例对回收率影响巨大。在摇床转速为200r/min、相比例为2:1的条件下，得到含铜富集液，铜的回收率达到了96%，较浸出液中的铜含量大幅提升。
3.析出结果
在不同的pH条件下进行实验，结果表明，当调节pH至12时，充分沉淀出了大部分的铜，沉淀质量达到了82%。同时，通过X射线衍射仪分析，发现沉淀物中以十字石为主，含量达到了90%以上，表明该析出方法适用于富含硫的含铜金精矿。
4.电积结果
通过电积实验，得到了高纯度的铜，为99.99%左右。在电流密度为250A/m^2和适当的搅拌条件下，可以获得较高的得率和纯度。
结论
本文研究了含铜金精矿铜回收的工艺流程，包括浸出、富集、析出和电积等步骤。分析每个步骤的影响因素，优化条件，得到了以下结论：
（1）浸出采用酸浸法，黄铜矿的浸出率较高，但化学结构、矿物相等因素均对浸出率有影响。
（2）富集采用溶剂萃取法，摇床转速和相比例对回收率影响显著。
（3）析出阶段通过调节沉淀pH值，可以充分沉淀出铜，并且可以得到高含量的十字石。
（4）电积阶段通过适当的搅拌和放电密度，可以获得高纯度的铜。
以上结果表明，本文提出的含铜金精矿铜回收工艺流程，具有良好的回收效率和纯度，为含铜金精矿矿物资源的高效利用提供了可行的方法。