铜是我国经济发展中不可替代的重要原料,但我国的铜矿资源缺乏,且随着矿产资源的大量开采及消耗,矿石品位逐年下降,并呈现以下特点:贫矿多、富矿少;共生矿多、单一矿少、嵌布粒度较细;矿石的选别性能较差并且许多矿石中伴生较多的杂质元素,如铁、铅、锌、硫、金、银、镍及有害元素砷等。己探明的铜矿资源中,有约56%储量的铜品位不到0.7%,由于铜铅的浮选性质比较相近,采用常规选矿方法难以分离出铜、铅、铁等金属,而往往产出大量的多金属低品位复杂多金属硫化矿。复杂铜铅硫化矿含铅量较高时,在火法冶炼过程中,无论作为冶炼铜还是冶炼铅的原料,均难以得到较高的铜、铅回收率。因此,复杂多金属硫化铜矿的湿法处理工艺主要有两类:一类是焙烧预处理—浸出法,另一类是直接浸出方法。论文探讨了钙化焙烧—酸浸和氧化焙烧—酸浸分离铜两种工艺,。详细研究了焙烧的粒度、浸出剂浓度、搅拌速率、液固比、浸出时间和浸出温度等工艺条件对铜浸出率的影响。结果表明,钙化焙烧—酸浸工艺固硫效果好,铜浸出率高,环境友好,能达到高效选择性分离复杂硫化铜矿中的铜。获得焙烧浸出过程的最佳工艺参数,其中钙化焙烧的最佳工艺参数为:焙烧温度820-C,焙烧时间1h,CaO添加量50%,球团粒度10.0±1.0mm,在此条件下添加剂的固硫率达到97.77%,固硫效果显著;酸浸过程最佳工艺参数为:液固比=6:1,酸度120g/L,搅拌速率500r/min,粒度-75μm,温度85℃,时间3.0h,在此条件下,铜、铁的浸出率分别为98.6%,18.96%.采用液固多相反应的未反应收缩核模型,考察了浸出温度、酸度、液固比、搅拌速率对硫化矿焙烧熟料中铜浸出反应速率的影响。动力学研究表明:在实验温度范围内,铜的浸出过程受有固体产物层生成的扩散控制,通过阿伦尼乌斯公式计算得反应的表观活化能Ea=19.21 kJ/mol,浸出液酸度、液固比、搅拌速率反应级数分别为:1.72,1.25和0.94。其中铜浸出过程的动力学方程为:1+2(1-x)-3(1-x)2/3=3.6×[H2SO4]1.72×(L/S)1.25×W0.94exp(-19210/RT)t采用响应曲面法的中心复合试验设计原理对浸出温度、酸度、粒度三个工艺参数进行研究并优化。结果表明:温度、酸度、液固比三者对浸出都有较显著的影响。在设定铜的浸出率最大,铁的浸出率最小条件下,通过响应曲面分析得到的最佳浸出工艺为:浸出温度70℃,液固比7.99:1,酸度102.44g/L,铜的浸出率达到96.05%,铁的浸出率为15.14%。通过验证在此条件下铜、铁的平均浸出率分别为96.17%,15.20%,二者偏差较小,表明该模型准确且优化方案可信。