2023年氧化铜矿石的选矿方法研究.doc

氧化铜矿石的选矿方法研究氧化铜矿石的选矿方法研究 王颢凯 王佳强 王志锁 摘 要：本文简单介绍了氧化铜选矿的多种方法和将来的发展趋势。为我国大量的低品位，细粒嵌布且杂质多的氧化铜矿选别提供了借鉴。关键词：氧化铜矿 浮选 硫化 微生物浸矿 随着中国的工业化对金属铜的需求越来越大，而高品位硫化铜矿的不断开采面临逐渐枯竭，难选氧化铜矿的利用越来越受到人们的重视。自然界中的氧化铜矿物约有 100 多种。我国的铜资源中，氧化铜矿约占 25%。多数与硫化铜矿共伴生，还有的呈独立状态存在。因此，开发利用氧化铜矿石是缓解国家铜资源短缺的有效途径。一、氧化铜矿石的类型 氧化铜矿石可划分为如下七个类型：1.孔雀石型 以孔雀石为主，易选，硫化浮选法分选。2.硅孔雀石型 以硅孔雀石为主，脉石为硅酸盐类，难选，可用化学选矿法、离析-浮选法处理。3.水胆矾型 以铜的矾类矿物为主，中等可选，可用浮选或化学选矿法回收；若脉石为碳酸盐矿物，则可用联合法处理。4.赤铜矿型 以赤铜矿和孔雀石为主，原矿铜品位高，浮选法处理。5.自然铜型 共生矿物，粒度较粗，品位较富，易选，浮选法分离。6.结合型 被极细粒状被褐铁矿或泥状物包裹，铜品位较低；若脉石为硅酸盐类，则属难选型，可用化学选矿法回收；若脉石为碳酸盐类，则属复杂型，可用化学选矿法或离析-浮选法回收。7.混合型 矿石中有氧化物，也有硫化物，成分复杂，粒度稍粗大；若脉石为硅酸盐类，可采用浮选-化学选矿法处理。二、氧化铜矿的选矿方法 1.硫化黄药法 最常见的方法，先用硫化剂硫化，再用高级黄药捕收。采用硫化剂有：硫化钠、硫氢化钠、硫氢化氨、硫化氢、硫化钾等，最常用的是硫化钠。研究表明，硫化的程度随着硫化钠浓度的增高和与矿物接触时间的延长而增强；孔雀石和硅孔雀石的硫化速度随着溶液中 pH 值的降低而提高，特别是硅孔雀石表现得更明显。而温度对硫化程度也有显著影响，温度从 10升高至 60时，孔雀石对硫化钠的吸附量提高了 4.5 倍，而硅孔雀石则提高 3 倍。由于孔雀石表面生成的 CuS 薄膜不稳定，易脱落，所以，选别氧化铜时应以早收多收为宜。2.乳浊液法 先硫化氧化铜矿物，再用丙烯酸聚合物和硅酸钠抑制脉石，然后加苯并三唑、甲苯酰三唑、巯基苯并唑、二苯胍等络合剂，形成稳定的亲油性矿物表面，再用煤油、柴油、汽油等非极性油乳浊液覆盖其表面，形成强疏水的可浮状态，并牢固地吸附在气泡表面上浮。3.脂肪酸（盐）法 脂肪酸及其皂类适用于孔雀石和蓝铜矿的选别。在一定长度范围内，烃链越长，其脂肪酸（盐）的捕收能力越强，用量也越少；在生产实践中常采用 C10-C20 的混合的、饱和或不饱和的羧酸。一般用水玻璃、碳酸钠和磷酸盐做脉石的抑制剂和矿浆的调整剂，但该法有一定的局限性，只适用于脉石不是碳酸盐的硅质氧化铜矿；当矿石中含有大量铁、锰矿物时，其分选指标会变坏。4.浸出-沉淀-浮选法（LPF 法）此法适于处理硅孔雀石等难浮或选别指标很差的氧化铜矿。因氧化铜矿物比较容易在酸中溶解，将矿石磨到单体解离，用浓度为 0.5 3%的稀硫酸浸出，再用铁粉置换，沉淀析出金属铜，然后在 pH=3.7-4.5 的酸性介质中，用双黄药或甲酚黑药捕收沉淀金属铜和没有溶解的硫化铜矿物。虽然置换 1 kg 铜理论上仅需 0.88 kg 铁，但在实际生产中需 1.52.5 kg 铁，因为溶液中必须经常保持过量的残余铁，避免已还原的铜再被氧化。5.氨浸硫化沉淀浮选法 将矿石细磨后，加入硫磺粉，然后进行氨浸。氧化铜与 NH3，CO2 作用的同时，即被硫离子沉淀，成为新的硫化铜颗粒，然后将氨蒸发，再用一般硫化铜矿浮选的方法浮选硫化铜。最佳浮选 pH 为 6.5-7.5。此法适合于处理脉石是碳酸盐的难选氧化铜矿。6.离析-浮选法 先将氧化铜矿石粉碎，向其中加入 12%的 Nacl 和 23%的煤粉，充分混匀后放入沸腾炉或回转窑中焙烧，温度控制在 700800，铜以氯化物状态挥发出来。在炉内弱还原性气氛中，铜的氯化物被还原成金属铜，并吸附在炭粒上。焙烧后的矿石，细磨后用黄药浮选。这种方法适用于难选的氧化铜矿和结合氧化铜矿，特别是含泥较多、结合铜占总铜 30%以上以及含大量硅孔雀石和赤铜矿的矿石。缺点：热能消耗大，投资多，成本较高。7.浮选-水冶法 在许多氧化铜矿和混合矿中，一部分是难选的，一部分是易选的。易选的，如果是硫化矿可直接用黄药浮选捕收，而碳酸盐铜矿物用硫化钠等硫化剂硫化后浮选，然后水冶尾矿或中矿。水冶有酸法和氨法，酸法经济便宜，适用于脉石主要是硅酸盐的矿石；氨法适用于脉石主要是碳酸盐的矿物。8.微生物浸矿法 我国在铜官山铜矿进行了国内首次地下生物浸出试验，70 年代完成了工业实验。西藏玉龙铜矿采用“生物浸出-萃取-电积全湿法提铜”工艺已通过专家论证，其中硫化矿石中细菌浸出铜达到 80%以上，氧化矿的浸出率达到 90%以上。三、结语 在处理氧化铜矿时主要采用以上几种方法，这些方法对于氧化铜的选别有着重要的指导意义。为了提高低品位铜矿资源利用率，增加湿法炼铜产量，扩大可利用资源量，目前氧化铜矿浮选研究的主要发展方向为：设备大型化、节能高效化。加强低毒高效价廉的新药剂研究。优化选别流程、研究新型浮选工艺，如对环境污染较低的微生物浸矿法。争取做到工艺简单、合理、适用性强、成本低、指标好，实现氧化铜选矿的效益最大化。参考文献 1武薇，童雄.氧化铜矿的浮选及研究进展J.矿冶，2011（6）：5-9.2赵福刚.铜矿的选矿技术进展J.铜业程，2006（4）：14-17.3邓强，韩伟.微生物浸矿技术在选铜工业中的应用J.矿业快报，2007（3）：24-27.4戈保梁，张文彬.氧化铜矿选矿研究进展J.云南冶金，1994（4）：13-17.5程琼，库建刚，刘殿文.氧化铜矿浮选方法研究J.矿产保护与利用，2005（10）：32-35.