Медно-оксидная руда: схема выщелачивание–SX–электролиз
Оксидные медные руды плохо обогащаются флотацией, поэтому обычный маршрут — прямое выщелачивание, затем экстракция растворителем и электроэкстракция. Схема ниже — конфигурация, которую мы строим чаще всего в пилотном и малом промышленном масштабе.
Маршрут и оборудование
| Операция | Оборудование | Ключевой параметр |
|---|---|---|
| 1. Дробление и измельчение | Щековая дробилка и шаровая мельница | P80 75–150 µm |
| 2. Выщелачивание | Реакторы с мешалкой или чан, PP/316L | pH 1,5–2,0; 10–20% твёрдого; 2–6 ч; от среды до 60 °C |
| 3. Твёрдое–жидкое | Сгуститель и фильтр-пресс | Менее 50 ppm твёрдого в SX |
| 4. Экстракция | Смесители-отстойники: 2 экстракции и 1 реэкстракция | O/A 1:1–2:1; pH 1,8–2,2; 40% экстрагента |
| 5. Электроэкстракция | Ванны EW, аноды Pb или MMO, катоды из нержавеющей стали | 300–400 A/м²; 35–45 °C; 150–180 г/л H₂SO₄ |
| 6. Возврат электролита | Насосы и ёмкости | Вывод для контроля примесей |
Где эти установки отказывают
Фильтрация. 200 ppm твёрдого на отстойники дают кразы за считанные недели. Закладывайте фильтрацию, а не пруд-отстойник.
Кислотный баланс. Оксиды расходуют кислоту пропорционально пустой породе. Если порода карбонатная, расход может превысить стоимость меди: сделайте тест на расход кислоты до решения. Более ~15% карбонатов дают 200 кг и более кислоты на тонну руды.
Вывод. Без вывода железо, марганец и хлориды накапливаются, пока выход по току не упадёт. Проектируйте вывод сразу.
Уменьшение масштаба
В пилоте тот же маршрут работает в ёмкостях 50–500 л с небольшим блоком смесителей-отстойников и выпрямителем 50–200 A. Химия не меняется — меняется гидравлика, и именно там пилотные данные ценнее всего: поведение зоны дисперсии, кразообразование и скорость фильтрации.
Когда оксидную руду не стоит вести в SX
Выщелачивание, SX и EW — маршрут по умолчанию, но он предполагает приемлемый расход кислоты и достаточно концентрированный PLS. Ниже ~1,5 г/л меди по PLS расход органики становится большим относительно водной фазы, отношение O/A выходит из рабочего диапазона, а отстойники растут быстрее, чем оправдывает выручка; тогда лучше цементация на железном скрапе или кучное выщелачивание с более длинным циклом. Рабочий диапазон — 1–6 г/л при pH 1,5–2; ниже ~0,5 г/л разумнее ионный обмен.
Пришлите анализ питания, тест на расход кислоты и целевую производительность по катоду — рассчитаем цепочку и контур EW.