铜镍尾矿综合回收工程设计方案Word格式.docx
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现在，某*公司分别有6000t/d、9000t/d和14000t/d三座选厂，6000t/d和9000t/d选厂尾矿中含镍分别在0.16%～0.18%，含铜为0.2%左右；
14000t/d选厂尾矿中镍含量在0.2%左右，含铜在0.2%～0.25%，尾矿中平均含镍在0.2%左右，含铜0.2%～0.25%。
由于技术上的原因，1990年到2008年的尾矿中镍、铜的品位高于2008年后的新尾矿。
从1990年到现在，某*公司尾矿库中约有8000万方左右的尾矿（约1.1亿～1.2亿吨），按平均含铜0.25%、镍0.2%计算（1991年～2008年老尾矿库的取样分析，铜品位为0.24%，镍品位0.24%），尾矿中铜的金属量为30万吨左右，镍为25万吨。
现在湿法铜价格在6.79万元/吨，某*电解镍99.9%min出厂价在18万元/吨，某*尾矿中仅镍和铜的价值就约有660亿元左右。
如果某*的尾矿能够得到开发，相当于又有一座中型“某*”矿山企业。
1.2设计依据
1、业主方提供的含铜镍尾矿以及尾矿中各元素含量。
2、业主对该尾矿设计的标准主要是回收尾矿中的铜镍金属，以及其它有价值的金属及其产品，符合国家矿产资源综合利用的产业政策；
3、有色冶金工厂初步设计内容和深度的原则规定。
；
4、《有色金属工程设计防火规范》（2011）；
5、《有色金属工业建筑评定标准》（2007）；
6、重有色冶金建筑防腐蚀设计细则（Q_YSBZJ44006-2006）；
7、化工企业设计规范；
8、《室外排水设计规范》（GBJ14-87）；
9、《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）；
10、《工业与民用供电系统设计规范》（GBJ52-83）。
11、（86）国环字第003号“建设项目环境保护管理办法”
12、（87）国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”。
1.3设计范围
工程范围包括铜镍尾矿的综合回收工艺、结构、电气、机械、通风、仪表自控建筑等主要专业的设计说明、主要图纸、工程投资估算、运行费用说明、设备清单等技术文件。
1.4设计原则
1、能确保将尾矿中的有价金属及产品最大程度的回收，达到资源综合回收利用的目的、实现资源的二次利用。
2、所采用的工艺措施既具有合理性又具有先进性以保证运行管理简便灵活。
3、尽可能减少占地面积。
第二章设计条件
2.1设计规模的确定
某*公司尾矿库中约有8000万方左右的尾矿（约1.1亿~1.2亿吨），根据湿法冶金浸出的常用方法以及某*镍、铜尾矿特点和组成，初步确定日处理某*尾矿1000吨。
2.2某*尾矿元素分析
将某*尾矿样品送西安近代化工研究所进行物相分析、元素分析，并与我们公司研发中心的检测结果进行对比，以此确定回收设计方案。
表2-1老尾矿X荧光光谱仪检测结果（报告出自：
西安近代化学研究所，简称204所）
元素
（%）
O
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
老尾矿
51.4
0.324
16.8
1.83
16.2
0.0375
1.45
0.109
K
Ca
Ti
Cr
Mn
Fe
Ni
Cu
0.253
1.82
0.124
0.288
0.111
8.92
0.185
0.217
表2-2老尾矿X射线衍射检测结果（报告出自：
CaCO3
方解石
SiO2
石英
（Mg5,Al）（Si,Al）4O10（OH）8
斜绿泥石
（Fe0.6,Mg0.4）7Si8O22（OH）2
镁铁闪石
13.61%
17.09%
52.00%
17.29%
表2-3某*分析测试中心检测结果
Ni品位（%）
Cu品位（%）
全Fe（%）
91~08老尾矿
0.24
11.10
08年后新尾矿
0.22
10.40
从X荧光光谱仪检测结果可以看出，某*公司尾矿中除了镍、铜有价元素外，镁的含量达到16.8%，铁含量为8.92%，Ti、Cr、Mn也可以根据试验结果考虑回收方案。
2.3排水出路
铜镍浸出系统过程产生的酸性废水可回用进行浆化配料或低酸浸出工序；
吸附系统产生的废水可回用、或经处理直接外排。
2.4废矿渣出路
铜镍尾矿浸出系统产生的废矿渣和沉矾系统产生矾渣，可堆存、定期出售用作建筑材料的原料或辅料。
第三章方案设计
3.1工艺设计
3.1.1铜镍尾矿综合回收工艺方案的选择原则
在工艺选择和设计时充分考虑某*铜镍尾矿的特点，并根据大量的实验室实验，在进行主体工艺选择时，注意考虑以下原则：
综合回收处理主要对象是铜镍金属，采用重金属吸附材料处理含铜镍离子的混合液不仅能达到分离富集铜、镍金属，通过电沉积设备最终回收铜、镍的目的，并可确保出水水质安全、可靠的达到业主提供的排放要求。
铜镍综合回收工艺构筑物构造简单，回收工程投资省，运行费用低。
采用先进可靠的系统设备，降低系统的维护工作量，以保证系统的长期正常运转。
采用适当水平的自动化控制系统，以保证处理效果和减少劳动力需求。
回收系统所产生的剩余浸出渣或其它污泥经浓缩，脱水后用作建筑材料的原料或辅料。
3.1.2铜镍尾矿综合回收主体工艺的确定
某*尾矿主要是由选矿工艺产生的，但是采用常规传统选矿工艺开发很不经济，故该尾矿资源一直未能开发。
目前，国内外对低、贫、难选冶矿及尾矿资源进行了大量的试验研究和生产实践，最好的办法是采取浸出-萃取-电积的工艺，但该工艺不适用于某*尾矿。
主要原因是：
（1）尾矿中含的有价成分较低，浸出液中金属离子浓度低，不利于萃取工艺的应用；
（2）现在还没有很好的镍萃取剂，而某*尾矿中金属镍的价值最大，若不能使镍得到很好的分离纯化，对某*尾矿的开发既无经济价值，又是对资源的一种浪费。
某*华鑫科技有限公司以重金属吸附材料为技术支撑（浸出-吸附-直接电沉积），能够有效解决某*公司尾矿浸出液中金属离子浓度低，难以纯化、富集和有用组分与伴生有用组份的有效分离提取的问题。
某*尾矿中主要含铜、镍金属，如能将其回收，可产生经济价值。
故本工艺初步选择采用搅拌浸出-吸附-直接电沉积工艺，利用新型重金属吸附材料对尾矿酸性浸出液中的铜镍进行吸附，在处理同时将铜镍分步回收，将资源利用做到最大化。
所采用的重金属吸附材料是一种可以高效吸附并分离提纯溶液中微（痕）量有毒有害重金属的有机/无机复合材料。
其是以无机硅胶为刚性骨架，经过活化，改性处理，接枝聚合胺类有机物，得到聚合胺/硅胶重金属离子吸附材料，是一种新型有机/无机复合功能材料。
可从低pH的金属浸出液中有效地分离、富集重金属。
它对碱金属、碱土金属、轻金属和阴离子不吸附，具有优异的化学、物理稳定性和抗辐射能力，超过同类型的有机骨架离子交换树脂。
3.1.3铜镍尾矿综合回收工艺流程描述
1、尾矿处理工艺流程
通过初步酸性浸出实验发现，钛、铬几乎无浸出，铁磁选后无法达到工业应用要求。
因此选择酸性浸出-吸附-直接电沉积工艺对铜镍尾矿中铜、镍和镁进行综合回收。
2、工艺流程简述
浸出系统：
铜镍尾矿先进行中性搅拌浸出，经浓密机浓密后，中性上清液直接进入铜镍吸附系统。
浓密底流进入低酸搅拌浸出，经浓密机浓密后，低酸上清液进入沉矾系统。
低酸浓密底流进入高酸搅拌浸出，经浓密机及板框压滤后，高酸上清液返回低酸搅拌浸出工序，高酸浸出渣运去堆存，定期出售。
铜吸附系统：
中性上清液先进入铜pH调节槽，调节pH后打入铜吸附设备吸附铜离子，吸附出水进入镍吸附系统，铜吸附设备中的材料进行解吸，解吸液直接进行电沉积得到铜产品。
镍吸附系统：
铜吸附系统的出水液直接进入镍pH调节槽，调节pH后打入镍吸附设备吸附镍离子，吸附出水进行结晶得到硫酸镁晶体，镍吸附设备中的材料进行解吸，解吸液直接进行电沉积得到镍产品。
沉矾系统：
低酸浸出的上清液进入沉矾槽沉矾，经浓密机及板框压滤后，上清液可返回中性搅拌浸出工序，矾渣送去堆存，定期出售。
整个浸出-吸附-电沉积工艺流程图如下所示：
图1铜镍尾矿综合回收工艺流程图
1—皮带机；
2—浆化槽；
3—中性浸出槽；
4—中浸矿浆浓密机；
5—铜pH调节槽；
6—铜吸附设备；
7—铜解吸液储液槽；
8—铜直接电沉积设备；
9—镍pH调节槽；
10—镍吸附设备；
11—镍解吸液储液槽；
12—镍直接电沉积设备；
13—浓硫酸储罐；
14—低酸浸出槽；
15—低浸矿浆浓密机；
16—沉矾槽；
17—沉矾矿浆浓密机；
18—铁矾渣板框压滤机；
19—高酸浸出槽；
20—高酸矿浆浓密机；
21—高浸渣板框压滤机。
3、工艺优势
本项目针对某*选矿产生的尾矿，采用全湿法浸出-吸附-直接电沉积工艺获得电解精铜、电解精镍。
采用该工艺具有以下优势：
（1）在目前的湿法冶金中，萃取技术比较先进且成熟，但它存在很多缺点：
萃取剂易挥发、使用量大、损失量大且有一定毒性；
产生的污物需要特殊处理、投资成本高；
萃余液中重金属含量在1g/L以上等。
而重金属吸附材料则与溶剂萃取不同，重金属吸附材料用量与浸出液中重金属总量成正比，与矿浆量多少无关
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