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【工艺】|| 铜矿之选矿工艺解析

作者:admin 发布日期:2018/5/29 关注次数: 二维码分享

铜是关系国计民生的重要有色金属,具有导电、导热、抗张、耐磨等性能,被广泛应用于电力、电子、日用品、机械、交通等领域。近十年来,选矿工作者对各类铜矿、含铜多金属矿及铜冶炼渣,特别是低品位、复杂难处理铜资源开展了大量的研究工作,在选矿工艺流程优化、设备选择大型化、伴生有价成分综合回收、二次铜资源综合利用技术水平提升、高效和低毒新型选矿药剂的研发与应用以及选矿成本降低等方面取得了新的进展。

选矿厂在碎磨阶段始终坚持“多碎少磨、以碎代磨”的原则,开发和优选节能降耗的新设备和新工艺。伴随铜原矿品位的不断降低,老选矿厂在传统破碎磨矿工艺基础上,通过提升破碎筛分效率、磨矿前增加预先筛分设备、增加球磨机充填率、提高旋流器分级效率、采用自动化控制系统等多种手段,提高了磨矿效率,达到了节能降耗、降低选矿成本的目的。SABC工艺(半自磨+球磨+顽石破碎)在国内大型选矿厂的应用,HPGR碎磨工艺(高压辊碎磨)在铜矿石碎磨过程的研究及应用也在逐步推进扩大。

矿石工艺矿物学研究在制定选矿工艺流程和分析查找生产中存在问题方面起着重要作用。近年来,对低品位、复杂难处理、嵌布关系密切的铜及铜多金属矿石、铜冶炼渣等开展的工艺矿物学研究较多,推动了选冶联合、多种选矿方法联合工艺的研究与应用。

伴随铜矿资源的不断开采,人选矿石品位的逐渐降低,各选矿厂通过优化磨浮工艺、扩大生产规模、降低选矿生产成本,实现了生产指标与经济效益的提高。为充分回收铜矿中伴生金、银、硫等有价组分,低碱度铜硫分离工艺进一步应用于工业生产。重选—浮选联合工艺的研究及应用也取得较大进展,泥质、碳质铜矿的回收,除传统的“预先脱泥(脱碳)—浮选”工艺外,浮选—重选联合工艺及新型抑制剂的研究也取得一定成效。

氧化铜矿物种类多,部分氧化铜矿结合氧化率高、亲水性强、含泥量高,同时伴生有用组分多,因而浮选难度增大。不同类型的氧化铜矿可浮选性差别较大,生产上氧化铜矿的处理多采用浮选法。目前氧化铜矿的处理方法主要有:硫化浮选法、直接浮选法、预处理—浮选法及浮选—浸出法等。一般来说,硫化浮选适用于含碳酸盐氧化铜矿石,如孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿等;直接浮选法包括有机酸浮选和胺类捕收剂浮选,适用于脉石为硅酸盐类或含氧化铅锌的氧化铜矿物浮选;预处理—浮选和浮选—浸出法多适用单一浮选法无法有效回收的氧化铜矿石,如硅孔雀石含量较高、共生关系密切的难处理氧化铜矿,但因工艺复杂、选矿成本较高等制约了其大范围工业应用,目前,这种工艺仅在难处理高品位氧化铜矿的回收中有应用案例。

含铜多金属矿主要包括铜铅锌多金属矿石、铜钼矿石、铜锌矿石、铜铋矿石、铜镍矿石等。这类矿石常因矿物组成复杂、矿物之间共生关系密切、各金属矿物之间可浮性差异较小,造成浮选分离困难。这类矿石的浮选研究大多集中在铜与铅锌、钼铋、镍硫矿物分离的新工艺和新药剂应用上,并取得了批新的科技成果。


目前,我国年产铜冶炼渣1100万吨,含铜金属量27.5万吨。铜冶炼渣的处理方式主要有火法贫化、湿法浸出和选矿富集几种。火法贫化和湿法浸出均因成本高、工艺复杂、环境污染严重,工业应用较少;选矿富集法虽然需要较大面积渣缓冷场、基建投资也高,但铜及伴生金、银回收率高,能耗低、成本低,已有大规模工业应用,并取得显著效益。国内采用选矿富集法回收铜冶炼渣中铜、金银的企业主要有白银有色集团、江西铜业集团、铜陵有色集团、大冶有色集团及祥光铜业集团等。

在药剂研究方面,硫化铜矿石浮选捕收剂的研究主要集中在提高捕收能力、选择性及贵金的综合回收等方面。对硫化铁矿物有较好的选择性和对硫化铜矿物有较强的亲固能力的捕收剂,可实现铜硫低碱度浮选分离,较大限度地综合回收硫化铜矿石中的铜、金、银等有价元素。黄药作为硫化铜矿石浮选较常规的捕收刑,可以与其他选择性捕收剂联合使用。黒药和硫代氨基甲酸酯也是重要的硫化铜矿捕收剂。其他常用捕收剂有黄药酯类、硫氮酯类、羟肟酸类等。黄药酯类在水中溶解度很低,对于铜、锌、钼等硫化矿以及沉淀铜、离析铜等的浮选,具有较高的活性,属于高选择性的捕收剂,黄药酯类镛收剂多和水溶性捕收剂混合使用,以提高药效、降低用量、改善选择性。新型硫氮酯类有DMDC(二甲基二硫代氨基甲酸酯),二甲基二硫代氨基-羰基丁酯及二甲基二硫代氨基-羰基乙酯等,这类捕收剂对铜的捕收能力较强,对黄铁矿及未活化的闪锌矿捕收能力较弱,可用于铜硫分离;新型硫氨酯类主要有ECTC(乙氧基羰基硫代氨基甲酸酯),这类捕收剂对铜捕收能力强,对黄铁矿捕收能力弱,且浮选PH值较低,是铜硫分离的良好捕收剂。新型捕收剂IOETCT(乙氧基羰基硫逐氨基甲酸异辛酯)可在低碱度条件下有效浮选铜,同时提高金、银回收率。QF捕收剂是一种含有硫代羰基官能团的捕收剂,对自然金和黄铜矿等矿物具有较强的捕收能力。

新型复合浮选药剂CSU-21、CSU-31、CSU-A、A2J622、BJ-306、BK-330、AT-680、T-2K、24K、PN405、MOS-2、ML、Mac-12、PLQ1WS、EP、KM109等在不同类型的铜矿石的选别上都发挥着各自的作用。

国内对硫化铜矿石抑制剂的研究也开展了大量工作。难选矿石单靠捕收剂的选择性难以将有用矿物和脉石矿物有效分离,或将多个有用矿物彼此分离,需配合抑制剂的使用,调节矿物之间的可浮性差异,才能达到将它们有效分离的目的。

近年来人工合成醇、醚醇类起泡剂已有取代天然起泡剂的趋势,并具有一定的优势。在国内未来的起泡剂市场中,MIBC和醚醇类起泡剂将会拥有更广泛的应用前景。在国际市场上,将会出现硫、氮、磷、硅的起泡剂以及高分子化合物起泡剂,越来越多的新型起泡剂将在矿山得到应用。从新型起泡剂在生产中的应用情况和效果来看,混合起泡剂的效果和适应性比单一起泡剂好。

在铜的化学选矿方面,主要针对低品位硫化铜矿石开展生物浸出技术研究与应用。国外在生物提铜技术方面的研究与应用起步较早,我国对微生物资矿技术方面的研究是从20世纪60年代末开始的,总体上看,尽管我国徽生物浸出研究起步较晚,但发展很快。在基础理论研究和产业化应用方面取得了很大的进展。今后研究重点将是开展浸矿微生物选育,浸矿微生物对复杂浸矿环境的适应性,微生物活性,微生物提取过程热力学、动力学、电化学过程以及微生物浸矿技术的工程化等。


近年来,国外对堆浸技术的研究与应用已成为矿冶领域的热点。堆浸在铜、金等金属的提取上已成功获得工业应用。目前,大型堆浸作业的关注焦点是影响环境和堆浸效果的矿堆底衬及垫衬系统、喷淋系统,以及矿堆渗透性的有关技术等。随着科学技术的进步和经济的发展,国内外对铜产品的生产和需求与日俱增,适合于从贫矿、废矿和复杂矿中国收铜金属的堆浸技术,将显示出巨大的优越性和广阔的发展前景。

对铜选矿废水的处理,国外常用沉淀、氧化及电渗析、离子交换、活性炭吸附、浮选等方法,处理后,选矿废水回用率可在95%以上。而国内常用自然降解、混凝沉淀、中和、吸附、氧化分解等方法处理,废水回用率相对较低,该技术领域的研究还大有可为。

选矿自动化已经成为现代选矿厂必须考虑的装备,近年来随着声学、光学等应用物理学及计算机技术的告诉发展,选矿自动化技术的研究和应用取得了长足发展,从根本上改变了选矿厂生产操作误差大、管理低效、生产指标不稳定等问题。

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