铜钴矿湿法冶炼酸浸工艺材料的选择

摘 要：文章介绍了铜钴矿湿法冶炼酸浸工艺工程中材料的选择，通过对工艺过程中介质情况的分析，确定各工序中主要设备、管道等材料的选择。

关键词：铜钴矿；酸浸；防腐；材料

前言

与传统的氧化铜矿湿法冶炼工艺相比[1-3]，铜钴矿的湿法冶炼过程中为了提高钴的回收率，需要在酸浸过程中通入蒸汽、SO2等[4]，这提高了对铜钴矿湿法冶炼酸浸工艺设备和管道材料的要求。文章以某铜钴矿湿法冶炼厂的酸浸工艺为例，说明了铜钴矿湿法冶炼酸浸工艺材料的选择和应用[5][6][7]。

1 湿法冶炼酸浸工艺简介

某铜钴矿湿法冶炼厂采用的酸浸工艺流程为：破碎磨矿后的滤饼加入萃余液调浆后，在酸浸槽内进行顺流连续酸浸，加入浓硫酸控制矿浆pH值，并通入SO2、蒸汽等。酸浸温度80℃，酸浸时间5～6h，酸浸终点pH控制在1.5～2.0。酸浸矿浆流入浓密机浓缩，溢流流入粗料液池，浓密底流泵送入逆流洗涤浓密机。洗涤浓密机底流泵送入压滤机压滤，滤液送入堆浸工段进行喷淋酸浸，滤饼运至尾矿库堆放。为了保证萃取操作顺利，洗水和料液分别精滤后送入萃取工段。

2 酸浸工艺介质特点及对材料要求

一般而言，冶炼工艺中材料选择时需要综合考虑介质的腐蚀、磨蚀等性质，设备自身制造材料的强度、硬度、易加工性以及设备的生产成本等[8]。

在铜钴矿湿法冶炼酸浸工艺工程中，可能用到的主要材料有普通碳钢、不锈钢、非金属材料（如橡胶、塑料）以及其他耐腐蚀特殊材料等。每一种材料都有各自特殊的制造和检验方面的要求，因此选择材料时需要综合考虑，包括材料自身理化特性以及工厂实际应用经验等。

2.1 设备材料的选择

酸浸工艺包括的过程有调浆、酸浸、浓密、CCD逆流洗涤、精滤和尾气系统等。酸浸系统工艺介质总的特点是腐蚀性强，但在上述各工序由于工况不一样，对与介质接触的材料要求也不同。矿浆调浆采用了萃余液进行调浆，因此设备需要耐腐蚀，酸浸过程中需要加入硫酸、蒸汽、SO2等，是反应的主要场所，对材料的要求最高，不但耐腐蚀，耐磨蚀，且需要耐一定温度。反应后的矿浆pH值在1.5-2，浓密、CCD逆流洗涤、精滤等工艺过程中工况介质为酸性矿浆和溶液，选择的材料需要能耐腐蚀。因此，虽然整个酸浸工艺材料选择时首先需要注意防腐，但在不同的阶段关注重点略有不同。

一般说来，不锈钢在没有氯离子存在的介质中，在一定浓度的氧化性酸气氛中具有良好的耐腐蚀性能，但是相对的价格也较高。因此，设备材质选择时除了考虑采用全金属结构外，也可在某些设备中（如搅拌槽）采用非金属材料如碳钢衬胶或碳钢衬耐酸砖等方法来替代。

2.2 管道材料的选择

酸浸工艺过程中由于大部分介质呈酸性，管道材料必须耐腐蚀，且由于工艺流体的流量一般相对较大，因此管道的管径也较大。若采用不锈钢管道，成本太高，因此可以考虑塑料管道或钢塑复合管道等，某些特殊区域采用碳钢管、不锈钢管等。

对于物料输送的管道系统，其材料可根据介质的不同而有所区别：

对于输送矿浆的管道系统，由于固体含量高，对材料磨蚀性强，因此需要选择耐腐蚀、耐磨蚀的材料，如钢塑复合管道等。

对于输送溶液的管道系统，由于溶液的为温度不高，同时溶液中的固体含量较少，输送压力要求不大，可以采用常规的非金属材料如HDPE、玻璃钢等。

3 某铜钴矿湿法冶炼厂的酸浸工艺材料选择实践

酸浸搅拌槽：碳钢衬胶。

搅拌槽配套搅拌器：316L不锈钢。

浓密和CCD逆流洗涤浓密机：316L不锈钢。

压滤机：与溶液、矿浆接触部分采用316L不锈钢，滤板材质为聚丙烯。

矿浆、溶液管道选择玻璃钢和HDPE管等，长距离输送管道采用HDPE管和钢塑复合管。

4 结束语

铜钴矿的湿法冶炼工艺与传统铜的湿法冶炼工艺相比在酸浸工序加入了蒸汽和SO2，因此其设备和管道等材料的选择略有区别。因此需要对整个工艺流程介质情况，包括流量、成分、温度、压力等进行分析。另外在选择材料时还必须考虑材料的耐腐蚀性能、建设成本、材料类型（如板材、棒材、管材）等，同时也应结合实际工程经验，这样既能保证项目的顺利实施，又能保证生产正常稳定运行。

参考文献

[1]周绍武.湿法冶炼铜砂中的浸出条件研究[J].江西教育学院学报（自然科学），1998，19（6）：39-40.

[2]王莉萌.某氧化铜矿浸出工艺方案试验及经济比较[J].现代矿业，2013（4）：79-82.

[3]肖天祥.某氧化铜钴矿酸浸试验研究[J].甘肃冶金，2014，36（5）：8-10.

[4]李明.刚果（金）氧化铜钴矿冶炼工艺综述[J].有色冶金设计与研究，2012，33（1）：16-18.

[5]梁新星，胡磊，欧阳全胜，等.铜钴矿研究进展及发展趋势[J].湖南有色金属，2014，30（3）：42-45.

[6]刘媛媛.谦比希湿法炼铜厂生产实践[J].中国有色冶金，2009（4）：32-33.

[7]赵思佳，肖超，刘景槐.某氧化铜钴矿硫酸浸出试验研究[J].湖南有色金属，2014，30（4）：36-38.

[8]韦庭胜.高钴、高铜锌原料冶炼的实践[J].大众科技，2012（1）：38-42.

作者简介：伊继光（1984-），男，山东淄博人，学历：研究生，职称：工程师，中铁工程设计咨询集团有限公司，研究方向：冶金工程设计。