铜是人类发现最早和使用最广的金属之一,是国计民生、国防工程和高新技术领域中不可缺少的基础材料和战略物资。近年来铜冶金技术发展迅速,国内铜矿资源供应紧张,品位逐渐降低。钴及其合金广泛应用于航空航天、国防军工、化工、机电和新能源等工业。自然界单独成矿的钴资源很少,绝大多数为共伴生矿,其中次生氧化铜钴矿为典型的钴伴生矿之一,具有可选性差,品位低等特点,难以采用传统的工艺进行处理。因此,开采利用次生氧化铜钴矿具有非常重要的意义。本论文以赞比亚某典型难处理氧化铜钴矿为研究对象,采用浸出-萃取-电积的湿法冶金工艺,对铜和钴进行回收。重点研究了氧化铜钴矿工艺矿物学、硫酸搅拌浸出、生物浸出、浓酸熟化-柱浸工艺、浸出液的絮凝沉降,获得其适宜浸出和沉降的工艺条件。在此基础上进行工业规模试验,形成低品位难处理氧化铜钴矿湿法冶金新工艺。此外,本文采用比较基因组学技术构建了Acidicaldus organivorus硫代谢模型,对氧化铜钴矿生物浸出机理进行了阐述。该氧化铜钴矿石分为硬岩矿和软岩矿,矿石中铜含量约为1%、钴含量约为0.05%。矿样的主要物相包括:石英、钾长石、铁蛇纹、镁电气石、铁板钛矿、氧化铋等。假孔雀石的比例在20%以上,被褐铁矿包裹和存在于黑云母中的铜含量在60%以上。矿石真密度为2.375 t·m-3,矿石的松散密度为1.45 t·m-3,硬岩矿矿石的硬度系数为4~9,软岩矿矿石的硬度系数为2~6,矿石安息角为36°,软岩矿磨矿功指数7.66 kwh·t-1。硫酸搅拌浸出适宜条件为粒度小于74 μm的矿粒比例70%,浸出温度65℃,浸出时间4 h,矿浆浓度30%,初始硫酸加入量45 kg.t-1,搅拌强度500 r·min-1。该条件下铜、钴浸出率分别达74.34%和43.32%。非离子型絮凝剂912对浸出液絮凝效果优良,当矿浆浓度为6~8%,絮凝剂912浓度为0.1%,絮凝剂加入量为30 g`t-1时,矿浆沉降速度可达5~21 m·h-1。硫酸熟化堆浸技术可以缩短氧化铜钴矿浸出周期,提高铜的浸出率。在直径为30.5 cm,高度为360 cm浸出柱中进行柱浸试验,得到适宜条件为矿石破碎粒度30%;软岩矿铜总回收率为78.02%,钴总回收率为72.02%,硬岩矿铜总回收率为70.92%。针对赞比亚某低品位氧化铜钴矿,采用浸出—萃取—电积工艺,建设了年产4万t阴极铜的湿法冶炼厂。浸出过程包括堆浸和搅浸,其产能各占50%。采用搅拌强化浸出技术,铜的浸出率提高到82%。硫酸熟化堆浸240 d,铜浸出率达到73%,高于未熟化堆浸浸出率65%,形成了赞比亚低品位难处理氧化铜钴矿湿法冶金新工艺。