电解铜项目可行性研究报告

电解铜项目可行性研究报告第2页

节开采方式的选择
本矿床氧化矿位于矿体上部，大部直接出露地表，部分复盖较薄的土岩层，氧化带深度一般小于25m，最大深度30或40m，适宜露采，因此选用露天开采方式，技术简单，经济合理。
第二节开采范围和露天开采境界的确定
根据黑龙江省地质矿产局第二地质调查所提供的资料，矿区矿石量如下：
根据电积厂年产1000t电解铜的要求，并留有适当发展余地，确定矿山生产规模为矿石26t/a生产年限按15-20年计算，相应圈定露天开采境界。考虑到1号矿带4号矿体氧化矿相对富些，它与矿区的主矿体3号带5号矿体相距0.5～1公里，对将来矿区主矿体影响很小，故首采1号带4号矿体氧化矿，并确定生产前期的露天开采境界。
采场总的边坡角暂取50°，其中留有适当的运输和安全平台，部分阶段坡面角70°。
平均剥采比为0.6t/t。
4号矿体两个采场为生产前期（第1～8年）境界，5号和其它矿体氧化矿石为后备矿量，另行圈定境界。
第三节矿山工作制度、生产能力和服务年限
矿山工作制度：矿区位于寒温带，冬季气候寒冷影响堆浸作业，为了与堆浸作业相适当，矿山采用冬季间断其它季节连续的工作制度。每年冬季进行设备的大中修，矿山年工作280天，每天3班，每班8小时作业。
矿山年采矿量：26万吨/年，年采剥矿岩量34万吨/年。
矿山日采矿量：714.3吨/天，日采剥矿岩量1214.3吨/天。
生产能力验证：采场经常一个阶段工作，每个阶段有一个采矿工作面和一个剥离工作面，按采掘工作线的长度和宽度要求衡量，采掘工作面很富裕，从采矿强度看，年采掘下降低于1个10m阶段，生产能力有保证，采矿强度不大。
按采场汽车运输公路通过能力验算，本采场在15辆/h以下，低于三级路面25辆/h，可见公路运输通过能力也是很富裕的。
矿山服务年限：4号矿体氧化矿石量160万吨，采场能力26万吨/年，可持产6年；其它矿体氧化矿254万吨作为后备矿量可生产12年，矿山服务年限15-20年。
第四节开拓运输系统及设备
矿体赋存于低山丘陵带，破碎站、堆浸场均布置在4号矿体西北部的平缓谷地上，废石场在采场四周就近排放。矿石和废石运距在0.8～1.5公里。采场较小，适合采用汽车公路运输，矿山基建工程量小，生产简单易行。
采场公路双车道宽12m，布置在采场的一侧，最大坡度8～10%，便于生产，也给扩大生产能力留有充分的余地。矿岩采用zk-50前装机装载，运输选用解放牌柴油5吨自卸汽车（ca1091k2l2）。
第五节采剥工作
由于矿体直接出露岩层，矿体内有夹层，采用水平阶段采矿方法，沿走向开采，阶段高度10m。采用kqg-100潜孔钻机穿，大块矿石用y-24型凿岩机进行二次破碎，选用zl-50前装机装载，最小工作平台宽度30m，掘沟底宽20m。
第六节基建和生产进度计划
矿体大部分直接出露地表，有部分复盖土岩。基建期间按满足年产26万吨矿石两级矿量的要求进行剥离，经计算，基建剥离量为4.7万m，其中剥离土岩3万m，副产矿石1.7万m(4.6万吨)。基建剥离安排在0.5～1年时间内完成。
根据矿体赋存情况，按尽可能均衡生产剥采的要求，确定生产剥采比为0.7～0.5t/t。
生产期间年耗电：34万度/年
生产期间年耗水：2万吨/年
矿山主要材料耗量：
1、钻杆4根
2、冲击器外套15个
3、硬质合金90kg
4、钢丝绳110m
5、风管60kg
6、风绳200m
7、钎钢60kg
8、炸药51t
9、雷管5000个
10、导火线4000m
11、导爆线8400m
12、柴油540t
13、机油60t
14、透平油10t
15、黄干油10t
16、轮胎96条
第七节采场排水
采场地处丘陵地带，进入凹陷开采可在采场四周掘排水沟或筑堤（低洼处），以防止外部地面水流入采场。采场内部积水，经计算，采场面积39000m，暴雨汇入量和地下水渗入量为1780m/d。设计选用三台66993型潜水电泵（每台排水能力为:q＝66m/h，h＝29.1m），其中一台备用。
第八节爆破材料设施及炸药库
采场用岩石炸药爆破，炸药外购。在矿山附近设置一座5t炸药库（53m）贮存炸药，一座小型爆破材料库（28m）存放其它爆破材料。
第四章冶炼
第一节概述
经北京矿冶研究院工程设计院与黑龙江省地矿局地研二所共同协商，在多宝山地区建设年产1000吨电解铜的企业。原料为氧化铜矿，主要来自多宝山铜矿的地表氧化矿,其品位为0.47%,金属总储量为2.03万吨。
根据原料的性质，结合国内外生产实际情况，本可研拟采用“堆浸-萃取-电积”工艺，产品为电解铜。
1995年北京矿冶研究总院采用该工艺在多宝山地区就类似性质的氧化铜矿石进行了200吨电铜规模的工业试验，取得良好效果，暂将该报告—“寒冷地区氧化铜矿浸出-萃取-电积工艺试验研究报告”作为本可研所用原料的可浸性依据。
第二节原料及辅助材料
一、原料
原料为氧化铜矿。拟采的1号矿带4号矿体氧化带发育深度一般在25米左右，个别可达30米。氧化铜矿以孔雀石为主，少量为赤铜矿、辉铜矿，微量自然铜和铜兰，还有少量褐铁矿、水针铁矿与针铁矿。脉石以石英、斜长石绢云母为主，属易浸出类矿石。氧化铜矿的品位较低，含铜为0.49%。
二、主要附助材料
1、硫酸：浓硫酸
2、煤油：260″煤油
3、萃取剂：采用汉高公司的li984作萃取剂。
li984是体积比为1：1的5—十二烷基水扬醛肟和2—羟基—5—壬基乙酰苯酮肟的混合物。该试剂不含调节剂，能很好地从含有可溶性硅或很细的固体颗粒的溶液中萃取铜。其物理、化学性质如下：
物理性质
外观：琥珀色液体
比重：0.91～0.92g/1
闪点：＞77℃
化学性质
最大铜负载：5.1～5.4g/1cu
萃取相分离时间：≤70s
反萃相分离时间：≤80s
萃取相动力学：30s可萃取cu93％以上
反萃相动力学：30s可反萃cu93％以上
萃取cu/fe选择性:≥
第三节工艺流程
一、工艺流程的选择
传统的炼铜方法为采矿—选矿—火法冶炼，该工艺处理铜的硫化矿是很有效的，但对铜的氧化矿而言，该工艺显示出其局限性，选矿的回采率很低，经济效益很差。随着铜的硫化矿资源日益减少，人们越重视低品位难选氧化铜矿资源的开发利用，研究出了“浸出—萃取—电积”新工艺来处理低品位难选氧化铜矿，取得良好效果。该工艺具有投资少、成本低、经济效益显著、无环境污染等优点，在国内外已被广泛应用。目前，世界上用该工艺生产的电解铜为100万吨左右。根据多宝山地区氧化铜矿的性质，结合国内外生产实际，本可研也采用这一新工艺。该工艺的浸出方式有很多，如喷淋堆浸、埋管滴浸、搅拌浸出及井下就地溶浸等等。喷淋液分布均匀，浸出效果好，喷淋设施能重复利用。其缺点是受温度限制，湿度过低时不能生产；埋管滴浸方式适合于品位低的矿石，能在气温很低的条件下进行浸出生产。其缺点是滴浸液分布不均匀，浸出效果不如喷淋堆浸，滴浸管不能重复使用；搅拌浸出仅适合于品位高的富氧化铜矿；井下就地溶浸尚处于试验阶段。多宝山地区氧化铜矿品位很低（含铜只有0.47％），冬季气候寒冷、结冻期长，适合采用喷淋，加拿大已成功地在冬季进行堆浸生产，但我国目前尚无在寒冷地区冬季进行堆浸生产先例，为稳妥起见，拟采用喷淋堆浸方式，非冻期进行喷淋浸出生产，结冻期停产。投产后可进行一定规模的冬季埋管滴浸试验，若试验成功，则可采取喷淋堆浸与埋管滴浸相结合的双重浸出方式，年工作日可大大延长，在不增加设备的条件下，可使工厂生产规模大为提高。
二、生产过程简述
用颚式破碎机将氧化铜矿进行二级开路破碎，破碎后矿石粒度为20mm以下。破碎石由装载机运往堆浸筑堆，一次堆高约5米。矿石堆经平整后铺设喷淋管网，接能供液管，然后泵送ph值为1～1.5的酸性萃余液进行喷淋，喷淋强度为7～101/mh。喷淋液与矿石发生反应，生成的硫酸铜溶液靠自向底层渗透，由矿层底部的排液管流出，进入集液池。当浸出液中铜离子浓度小于2g/1时，歙之再次循环喷淋，达到2g/1左右时，泵送至萃取工段进行萃取生产。
萃取工段采用二级萃取一级反萃，萃取剂为汉高公司的li984，稀释剂为260工业煤油。浸出液经过两级逆流萃取后，萃余液含铜0.1～0.3g/1，ph=1～1.5，经由萃余液缓冲池浮油处理后流入萃余液池，在此补酸后返回作堆浸喷淋液。负载有机相含铜3～3.5g/1，进入反萃段与废电解液接触，获得的富铜液经砂滤后进入富电解液贮槽，送至电解工段电积生产电解铜。反萃后的再生有机相含铜约1.1g/1，返回萃取段继续萃取铜。
电解工段采用pb-ca-sn合金为不溶阳极，阴极为纯铜始极片。始极片在种板槽内的不锈钢阴板上生产，周期24小时。电解液采取上进下出的循环方式，电解液温度大于20℃。电解铜生产周期为7～10天，电解铜出槽后用水浸泡洗涤，晾干后包装出厂。为了控制电解液杂质浓度维持在一定水平，部分开路排放废电解液，并入浸出液萃取回收铜，残酸作浸出补加酸使用。为避免雾溢出污染环境，在每个电解槽面上覆盖一层约10mm厚的低压聚乙烯粒料（φ1～3mm）。另外，在电解液中加少量钴离子（60mg/l）及光滑剂，以提高阴极铜的质量。
第四节进制主要技术经济指标
破碎
破碎方式：两段颚式破碎机开路破碎机开路破碎
破碎前粒度：300mm
破碎后粒度：20mm
破碎工作时间：280d
堆浸
堆浸周期：210d
堆浸方式：喷淋堆浸
喷淋强度：7～101／mh
最终浸出率：80％
浸出液：cu2.0g/1，ph=2.0
萃取
萃取剂：li984
稀释剂：煤油
有机相浓度：8％
萃取相比：1
反萃取相比：2～3（0/a）
萃取级数：2级
反萃级数：1级
混合时间：2min
澄清速率：36m/mh
电积
富电解液成分：cu45g/1，h2so2 172g/1
废电解液成分：cu40g/1，h2so2 180g/1
电解液循环速度：950 1/槽 h
同名极间距：100mm
电流密度：150a/m
槽电压：1.8～2.2v
电流效率：90％
主要原料消耗
氧化铜矿石：281.11 t/tcu
萃取剂：3.5 kg/tcu
煤油：94 kg/tcu
硫酸：3.0 t/tcu
水：150 m/d另需5000m循环水
电：4000 kh/tcu
回收率
堆浸浸出率：80％
萃取反萃回收率：96％
电积回收率：99.5％
其它损失：1％
总回收率：75.65％
第五章总图运输
第一节区域概况
一、地理位置
多宝山氧化铜矿区位于黑龙江省嫩江县境内，南距嫩江县城约156km，西距嫩江24km。地理座标为东经125°46′05″，北纬50°14′45″。
二、交通现状
矿区南距嫩江—黑宝山地方铁路的黑宝山站12km，矿区附近现有6km的简易公路与嫩呼公路（嫩江—呼玛）相接，矿区的外部交通条件良好。
第二节总体布置
一、企业组成
本设计的多宝山氧化铜矿区，由两个露天采矿场、两个废石场和尾渣场、破碎工业场地