矿产资源加工和高效利用(朱景和)

报告人：朱景和2014年7月矿产资源加工和高效利用提纲二矿产资源加工和高效利用一2013年我国有色金属工业运行情况第一部分2013年我国有色金属工业运行情况

1.1总体情况

1.2主要省区情况

1.3主要金属企业情况

2013年，我国有色金属工业生产平稳增长，投资结构有所优化；有色金属价格下降，企业经营压力较大。2013年，十种有色金属产量首次突破4000万吨，达到4046万吨，8649家规模以上企业（不包括独立黄金企业）实现主营业务收入48171亿元，利税总额2933亿元，实现利润1714亿元（同比增长2.4%，增幅比全国规模以上工业企业的增幅低9.8个百分点）。

1.1总体情况主营业务收入利润总额数量（亿元）比例（%）数量（亿元）比例（%）总计481711001714100矿山37137.737421.8冶炼2118244.041624.3加工2327448.392453.9规模以上企业主要经济指标(不含独立黄金企业，按小行业分)1.1总体情况据国家统计局初步统计，2013年我国有色金属工业(不包括独立黄金企业)完成固定资产投资额6608.7亿元，比上年增长19.8%。其中,有色金属矿采选完成固定资产投资1240.9亿元，增长14.4%;有色金属冶炼完成固定资产投资2064.4亿元，下降1.0%;有色金属压延加工完成固定资产投资3303.4亿元，增长40.8%。

1.1总体情况

1.1总体情况资产总计（亿元）主营业务收入（亿元）利税总额（亿元）利润总额（亿元）全国合计336594817129321714国有控股（占比%）13669（40.6）15034（31.2）412（14.1）134（7.8）集体控股（占比%）1481（4.4）2231（4.6）234（7.9）183（10.7）私人控股（占比%）13656（40.5）25385（52.7）1988（67.8）1219（71.1）港澳台控股（占比%）1661（4.9）1956（4.1）89（3.0）54（3.1）外商控股（占比%）1451（4.3）1587（3.3）91（3.1）52（3.0）其他（占比%）1739（5.2）1977（4.1）118（4.0）71（4.1）规模以上企业主要经济指标（不含独立黄金企业，按所有制分）

1.1总体情况序号省区名称产量（万吨）合计十种有色金属40461河南5362甘肃3273湖南3014云南3005山东2926内蒙2877新疆2598青海2379宁夏16410陕西1602013年十种有色金属前10位省区产量1.2主要省区情况序号企业名称净利润（亿元）1南山集团802五矿有色503江西铜业公司424丛林集团255辽宁忠旺246洛阳栾川钼业137四川宏达118金川集团109海亮集团910铜陵有色8序号企业名称销售收入（亿元）1中国铝业公司27822江西铜业公司19303中国有色矿业集团19004金川集团18005五矿有色控股14996铜陵有色集团12217陕西有色控股集团9768南山集团8069四川宏达40410白银有色3392013年销售收入前10名企业2013年利润总额前10名企业1.3主要金属企业情况序号企业名称产量（万吨）1江西铜业集团公司1222铜陵有色集团1203金川集团734大冶有色金属公司505云南铜业集团446山东祥光集团387东营方圆有色金属公司238紫金铜业有限公司219河北大无缝建昌铜业公司1510白银有色集团10前10家合计（占比，%）516（79.5）全国产量6492013年电解铜产量前10名企业1.3主要金属企业情况序号企业名称产量（万吨）1豫光金铅集团412济源万洋冶炼有限公司263安阳市豫北金铅公司244金利金铅冶炼公司245湖北楚凯冶金公司216湖北金洋冶金公司137湖南水口山有色金属集团128春兴再生资源公司119岷山有色金属公司1110湖南宇腾有色金属公司11前10家合计（占比，%）192（43.0）全国产量4482013年铅冶炼产量前10名企业1.3主要金属企业情况序号企业名称产量（万吨）1株洲冶炼集团522陕西有色集团483深圳中金岭南254河南豫光金铅集团255中冶葫芦岛集团256南方有色冶炼公司247中色库博红烨锌业218白银有色集团189巴彦淖尔紫金公司1810东岭锌业股份13前10家合计（占比，%）268（50.5）全国产量5302013年锌冶炼产量前10名企业1.3主要金属企业情况序号企业名称产量（万吨）1全威（铜陵）铜业公司47.22宁波金田铜业公司36.03宝胜集团有限公司20.94海亮集团有限公司20.45新兴铸管（浙江）铜业17.26中色奥博特铜铝业公司15.37深圳诚威电线有限公司14.38九星控股集团通辽铜业14.09中山天乙铜业有限公司13.810江西铜业集团铜材公司13.1前10家合计（占比，%）212.2（19）全国产量11172013年铜材产量前10名企业1.3主要金属企业情况中国是有色金属大国，但还不是强国。中国要成为有色金属强国必须两手抓：一手抓资源，一手抓技术。小结第二部分矿产资源高效加工和综合利用2.1中国矿产资源概况2.2中国矿产资源的可供性2.3矿物加工(选矿)基础2.4铜资源的开发利用2.5矿物加工技术进展2.6提高选矿厂经济效益的思考

17（1）中国矿产资源总体上储量大，种类繁多目前，我国已发现的矿产有171种，已探明储量的矿产有158种。已探明的矿产资源总量约占世界的12%，居世界第三位。我国主要矿产的储量和基础储量占世界前五名的有26种，基础储量进入前五名的有24种。其中基础储量居世界第一、二位，人均占有量超过世界平均水平的有煤、钨、锡、锑、钛、稀土、石膏、膨润土、芒硝、菱镁矿、石墨等。下表列举了2011年中国及世界固体矿产资源的情况。在上述矿种中，我国的稀土、钨、铅、锌、锑、钼、镁在世界各国的储量中名列前茅，其中稀土、钨、锑和锡仍是世界上的名牌矿种。钼的储量也较大。2.1中国矿产资源概况

---中国是矿产资源大国和矿业大国182011年中国主要金属矿产储量与世界储量的比较19（2）中国金属矿产资源人均占有量低，禀赋差矿产人均储量占世界人均%人均产量（千克）占世界人均%人均消费量（千克）占世界人均％铁矿石9.88吨42187113230129锰矿石99千克3621662.8233铬矿石2.92千克0.50.166.70.731铜矿石13.20千克180.41201.0646铝土矿283千克7.36.9(金属)332.3(金属)60锌矿石16.50千克551.2900.8662镍矿石2.20千克330.04220.0317.6钨矿石0.95千克1590.0183000.00683稀土18千克1380.064190.018119钾盐56千克3.60.2762.868中国几种重要矿产资源的人均储量、产销量20①少量稀有金属矿产资源丰富，但大宗矿产资源储量不足。钨、锡、钼、锑和稀土等用量不大的“小金属”矿产储量居世界前列，需求量较大的富铁矿、锰、铬、铜、铝等大宗矿产资源的储量却不足。此外，需求量同样较大的铅、锌、镍、金、银等矿产资源的人均拥有量也明显低于世界人均水平。（3）与世界矿产资源大国和矿业强国相比，中国的金属矿产资源有以下不利因素：21②矿产资源分布不均，新探明的资源大都在开发条件差或边远地区矿产资源的形成遵循地质成矿规律。从时间和空间上讲，中国大陆是不同时代，多种类型地质单元的多重拼合体，演化历史复杂，成矿条件良好，但矿产资源分布不均。铁矿主要分布在东北和西南地区；铜矿以长江中下游和赣东北为主，约为全国储量的31.90%，其次有西北和西南地区；铅锌在华南和西部居多；钨大都分布在江西、湖南、广东及河南，锡主要分布在广西、云南。铝土矿多分布在山东、陕西、河南、山西、贵州和广西。22东部和中部的矿产资源大都开发很早，比较充分，并且已有不少矿山因资源枯竭而关闭。令人可喜的是，近几年新探明了一批矿产资源，例如西藏冈底斯成矿带发现了多个大型多金属矿床包括玉龙、甲玛、厅宫、冲江、驱龙、朱诺、得明顶和吉如等铜多金属矿床，有的已进入开发阶段。还有新疆的阿舍勒铜锌矿、四川甘孜州的白玉铜矿等。这些矿区大多在海拔高，交通、电力不便或边远的西南、西北地区，这给矿山的开发建设带来不便。23③贫矿多、富矿少以国民经济中应用最广的铁、铜和铝为例：中国的铁矿资源储量尚可，但平均含铁品位仅有33%（铁矿出口大国品位在55～65%），富铁矿储量不到5%，亦即95%以上的贫铁矿需经选矿富集后才能送高炉冶炼。中国铜矿石的平均品位仅有0.87%，其中含铜1%以上的矿石储量只有35.9%。位居亚洲前列的特大型铜矿山江西德兴铜矿原矿含铜仅为0.41%，为全国最低，但其储量占全国可采总量的五分之一。中国铜矿物以黄铜矿为主，含铜低。又如：我国的铝土矿资源以一水硬铝石－高岭石型为主，该类型矿石占总储量的99%，而三水铝石型铝土矿仅在广东、海南、福建和台湾少量分布，占总储量的1%。与三水铝石相比，一水硬铝石铝硅比偏低，其中铝硅比大于7的矿石量仅占33.05%。这种铝资源的性质决定了我国氧化铝工业的能耗、碱耗均高于国外以三水铝石为原料的氧化铝厂。24④单一矿种少，矿物共、伴生关系复杂，有用矿物嵌布粒度细在已开发利用的139个矿种中，有87种矿产来源于共生和伴生矿床。中国的单一型铜矿仅为27%，其余73%的铜矿中共生或伴生有铅、锌、黄铁矿、金、银及其它稀散元素或稀贵金属。例如：云南会泽铅锌矿深部矿体中方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白铅矿、菱锌矿、异极矿共生，选矿分离需要综合回收硫化铅、硫化锌、氧化铅、氧化锌和黄铁矿。湖南柿竹园多金属矿中，黑、白钨矿共生，钼、铋、黄铁矿等硫化物共生，白钨矿与萤石、方解石、石榴石等含钙矿物共生，使矿物分离困难。25云南会泽富锗硫化－氧化铅锌混合矿的选矿新工艺核心技术：根据方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、菱锌矿、异极矿可浮性和浮游速度的差异，按照分流分速的原则，先硫后氧，先铅后锌，等可浮异步选铅，锌硫混选，锌硫分离，氧化铅电位调控硫化浮选，氧化锌不脱泥浮选，综合回收方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、白铅矿、菱锌矿。26云南会泽富锗硫化－氧化铅锌混合矿选矿工艺流程图27⑤中小型矿床多，难以建设大型和超大型采选企业以铜为例，目前在中国已发现的900多个矿床中，大型铜矿床仅为2.7%，中型矿床占8.9%，小型矿床占88.4%。近年来，我国矿产铜产量一直维持在120万吨左右，而智利的Escondida一个矿山的年产量就达110万吨，产能达到130万吨。它单个矿山的产铜量就相当于我们国家全国的产量。其它的有色金属矿山更是小型地下矿开采居多，大型露天开采少，使采选生产的经济指标不高。⑥后备矿床不足，但资源潜力大按现已探明的储量和现有的开采规模，除钼以外，有色金属矿产资源大体上仅够今后20年的开采量。东部和中部的矿产资源大都开发很早，比较充分，大多数国有有色金属矿山已进入中晚期并且已有不少矿山因资源枯竭而关闭。但二轮找矿（摸边探底）成绩显著，西南和西北已发现不少新资源。28中国正处于工业化的中后期阶段，今后20～30年内，对国外矿产的依存度大约是40～60%。王安建等对世界上100多年来工业化过程中经济发展与矿产资源的消费规律进行了研究。结果表明，工业化阶段是一个国家或地区矿产资源快速消费时期，大致呈“S”形曲线，如图（引自王安建文献）。2.2中国矿产资源的可供性29人均矿产金属消费与人均GDP的关系30他们的研究表明，人均矿产资源的消费量与同一个国家的经济发展水平有关。在农业社会，金属矿产的消费量与人均GDP增长的关系并不确定；进入前工业化阶段，矿产资源的人均消费量开始增长；当进入工业化阶段后，随着人均GDP的增长，人均矿产资源的消费量呈快速增长的趋势；当经济发展达到一定水平后（例如，美国、英国、日本），金属消费增长会保持在一定水平；进入后工业化阶段，呈下降趋势。图中左侧曲线表明缓慢工业化过程，例如英国、美国；右侧曲线表明快速工业化过程，例如日本、韩国；与前者比其工业化周期短，对资源的消耗强度更大。31中国在90年代初期开始进入经济快速增长时期，对资源的需求量显著增加。与美英等完成工业化的国家相比，中国走的是一条新型工业化道路，其特点是科技含量高，资源消耗少，环境污染少，经济效益高。但是，由于工业化周期大大缩短，城镇化进程快,人口多,对矿产资源的消费强度仍然会很高。目前中国铁、铜、铝、铅、锌、铬、锰等矿产品自产量不足，需要大量进口。例如，近年间，铜产量的60%以上，铝产量的40%以上，铅产量的30%，锌产量的20%是靠进口原料生产的，目前我国钢铁企业铁精矿的平均自给率不到50%。今后还有进一步扩大的趋势。几种主要的产品的对外依存度列于下表。32几种主要金属矿产品对外依存度预测对外依存度%金属矿产品2000年2005年2010年2015年2020年铁矿石435555～5745～5840～60铜精矿50.652.1～6044.6～6037～6030～60氧化铝2827～3430～3632～4428～50锌精矿不详不详10～13.520～2730～4033中国大量进口金属矿产品原料，加剧了全球原料供应紧张，价格上扬，对中国的钢铁及有色金属工业的可持续发展构成严重威胁。如何保护与综合开发利用本国的矿产资源并实施全球化的策略是面临的重要课题。随着低品位、难处理共生矿石量的增加和对矿产品质量的高要求，对矿产资源的高效开发和综合利用技术以及装备水平的要求也越来越高。

大量资源无法利用，急需开发新技术，解决资源利用难题国内资源开发技术需求我国已探明的有色金属资源中，目前无法经济利用的低品位矿、多金属复杂矿等难处理资源占总资源量的2/3以上。（数据来源：中国工程院2002年咨询报告“矿产资源可持续供应问题及对策研究”）383%锌16898073478%镍638190急需新技术处理资源量/万吨金属目前实际可利用资源量/万吨金属急需新技术来处理的资源量为实际可利用资源量的百分比国外资源开发技术需求

国内有许多公司已走出国门，在国外已拥有很多资源，但多数为难处理资源，如非洲铜钴矿、东南亚的红土镍矿等。351.选矿、选矿的目的选矿也称矿物加工。是固体矿产资源综合开发利用产业链上，一个介于采矿和冶炼加工之间的重要环节，它是将采出的矿石（原矿）运到选矿厂，经机械粉碎，使不同的矿物由集合体状态变为单体，再用不同的分选方法分离成用于不同目的的精矿产品。当今矿物材料也属于矿物加工领域。选矿广泛地用于分离技术与工程。2.3矿物加工（选矿）基础36选矿的主要目的是：（1）将矿石中有用矿物与脉石矿物分离，提高有用矿物组分的含量（品位），满足后续的冶炼或化工加工的需要。（2）使彼此共生的有用矿物分离，成为单独的精矿产品，送不同的冶炼工序，达到综合利用的目的。（3）排除对冶炼或其他加工环节有害的杂质。（4）满足后续冶炼或其他加工对矿物的粒度或形貌的要求。37

2.选矿方法常用的选矿方法有：浮选法，磁选法，重选法。此三大选矿方法应用最广，尤其是浮选法。此外还有：静电选矿，摩擦选矿，粒度选矿，化学选矿，生物选矿，辐射选矿，以及浸出，手选等。38

3.选矿的基本作业⑴选别前的准备作业矿石破碎、筛分，磨矿、分级，弱磁性铁矿石磁化焙烧等。有时需预先脱泥。⑵选别作业如上所述的浮选、磁选、重选等各种选矿方法⑶精矿处理作业精矿的输送，浓密、过滤、干躁等脱水作业及装运。⑷尾矿处理作业尾矿输送，尾矿库内排放，尾矿库管理。394.选矿厂规模行业规格黑色金属选矿厂有色金属选矿厂万t/at/d万t/at/d大型100以上3000以上100以上3000以上中型100～303000～900100～203000～600小型30以下900以下20以下600以下2.4铜资源的开发利用（1）世界铜矿资源及其分布

据美国地质调查局估计，2010年世界陆地铜资源量约为5.4亿t，深海底和海山区的锰结核及锰结壳中的铜资源量为7亿t，主要分布在太平洋。另外，洋底或海底热泉形成的贱金属硫化物矿床中也含有大量的铜资源。世界铜矿床约90%分布于下述六个区域。1）安第斯区。铜矿床与二长岩浸入体有关，主要是斑岩铜矿，包括智利和秘鲁等各大矿床。2）美国。铜矿床与二长岩浸入体有关包括犹他州的斑岩铜矿床和亚利桑那州等地铜矿床。3）加拿大东南部。铜矿床与紫苏辉长岩关系密切，如苏德柏利铜镍矿床。4）非洲中南部。层状浸染铜矿，有北罗德西亚及其附近铜矿床。5）乌拉尔山区。铜矿床与凝灰岩系及酸性浸入岩体有关。6）日本、菲律宾、中国等铜矿床主要与岩浆岩有关，其中以含黄铁矿型铜矿床最为著名。2.4铜资源的开发利用国家铜金属储量（万t）占世界铜总储量比例（%）智利1600029.52秘鲁630011.62墨西哥38007.01美国35006.46印度尼西亚31005.72中国30005.54波兰26004.80澳大利亚24004.43俄罗斯20003.69赞比亚19003.51哈萨克斯坦18003.32加拿大8001.48其他700012.92全世界54200100.00世界主要产铜国铜矿储量资料来源：U.S.GeologicalSurvey,MineralCommoditySummaries,January2010

（2）我国铜矿资源现状

据美国地质调查局估计，2010年世界陆地铜资源储量5.4亿t中，中国铜矿资源储量有3000万吨，约占世界铜总储量的5.54%，处于世界平均水平以下。近年来，我国铜精矿消费量持续快速增长，成为全球最大的铜消费国。2010年我国铜需求总量达到500万吨以上，而国内铜精矿的供给能力远远不能满足精炼铜的生产需求，对外依存度达80%以上，产生的缺口也逐年增加。和其他有色金属一样，资源供给不足已成为制约国民经济发展的重要问题。

2.4铜资源的开发利用据2009年国土资源部统计，截至2008年，全国共查明铜矿1483个，其中著名的大型铜矿有江西德兴铜矿、西藏玉龙铜矿、驱龙铜矿及近年来新发现的云南普朗铜矿。全国累计查明资源储量（铜金属）7710万t，主要分布在西南三江地区、长江中下游、东南沿海、秦祁昆成矿带以及辽吉黑东部、西藏冈底斯成矿带，即江西、云南、湖北、西藏、甘肃、安徽、山西、内蒙古、黑龙江等省区，这9个省区的基础储量约占全国总基础储量的81.53%。我国铜矿资源储量及其分布见下表。

2.4铜资源的开发利用

（3）铜精矿的质量标准

铜的特性与其纯度有极大关系，微量杂质的存在将会大大影响铜的性能。砷对铜的机械性能影响不大，含砷0.8%的铜尚能拉成极细的铜丝，当含砷量达到1%以上，将引起赤热脆弱现象。另外砷对铜的导电率影响极大，铜中含0.0013%砷，即可使铜的导电率降低1%。硫

硫是以Cu2S的形式存在于铜中，铜中含硫0.5%时则产生低温脆弱现象，含硫0.1%时，经碾轧便会发生严重龟裂现象，并对铜的弯曲性能影响很大。此外，含硫的铜在铸造时易产生砂眼。2.4铜资源的开发利用

磷

铜中含磷能改善机械性能，但其对铜的导电率危害很大，故用于制造导线的铜中不宜含磷。

铁

微量的铁，对铜的机械性能影响不大，当含量达到2%时，使强度及硬度稍增，但对导电率影响甚大，并对铜的延展性、抗蚀性均有影响。锑

锑在铜中亦是有害的杂质，含锑在0.0071%时，即可降低导电率1%。含锑达1%的铜，在加工时周边会发生龟裂现象，稍加弯曲即易折断。

铋

铋对铜的机械性能危害最大，含铋0.025%的铜，在赤热的情况下锤击，即产生龟裂，甚至粉碎。铜中含铋一般不得超过0.005%。以上这些杂质必须在选冶加工过程中尽可能地除去，以减少精炼和机械加工的困难。特别是砷对冶炼工人和炼厂周围的居民身体健康危害极大，必须在选矿过程中最大限度地将砷矿物除去，使铜精矿含砷愈少愈好。（3）铜精矿的质量标准品级Cu(%)不小于杂质(%)不大于AsPb+ZnMgOBi+Sb一级品320.1210.1二级品250.2520.3三级品200.2830.4四级品160.31040.5五级品130.41250.61、铜精矿中金、银为有价元素，应报分析数据；2、铜精矿中水分(质量分数)不得大于12%，冬季应不大于8%；3、铜精矿中不得混人外来夹杂物。同批精矿要求混匀；4、铜精矿中天然放射性限值应符合GB20664-2006的要求。铜精矿标准（YS/T318-2007）2.4铜资源的开发利用

在自然界中已知的铜矿物总计有200余种，但具有工业应用价值的铜矿物有17种左右（见表3）。铜具有强烈的亲硫性，铜的硫化物居绝对多数。（4）铜矿物与铜矿床的主要种类2.4铜资源的开发利用矿物类别矿物名称化学组成理论含铜量(Cu%)密度(g/cm3)颜色莫氏硬度晶系自然铜Cu100.008.5～8.9铜红色2～3等轴硫化矿物黄铜矿CuFeS234.564.1～4.3金黄色3.5～4正方辉铜矿Cu2S79.805.5～5.8铁黑具蓝纹2.5～3斜方斑铜矿Cu5FeS463.304.9～5.4青铜色，深蓝3等轴铜蓝CuS66.444.6～6青蓝－灰1.5～2六方黝铜矿4Cu2S·Sb2S352.104.4～5.1灰黑3～4.5等轴砷黝铜矿4Cu2S·As2S357.504.4～4.5灰白色3～4等轴硫砷铜矿Cu3AsS448.404.4浅灰黑或铁黑3.0斜方氧化矿物孔雀石CuCO3·Cu(OH)257.573.9～4.1翠绿至黑绿3.5～4单斜硅孔雀石CuSiO3·2H2O36.202.1绿色至浅蓝2～4非晶蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)269.203.8天蓝至深蓝3.5～4单斜赤铜矿Cu2O88.806.0浅红－灰3.5～4等轴黑铜矿CuO79.896.0黑色3～4单斜胆矾CuSO4·5H2O25.502.3蓝色至天蓝2.5三斜水胆矾CuSO4·3Cu(OH)256.203.9翠绿色3.5～4斜方氯铜矿CuCl2·3Cu(OH)261.003.7～3.8翠绿黑绿3～3.5斜方铜绿矾(Cu、Fe)SO4·7H2O10～182.15蓝色主要铜矿物一览表（5）硫化铜锌矿浮选实践——红透山铜矿红透山铜矿为典型的铜锌多金属硫化矿，原矿中有用矿物种类比较丰富。目前选矿厂处理矿石量在59万吨／年左右，通过优先浮选方法回收铜、锌、硫、金、银等有价矿物，主产品有铜精矿、锌精矿和硫精矿，铜精矿品位20．5％，铜回收率91．5％，锌精矿品位48％，锌回收率73％，硫精矿品位35％，硫回收率70％。存在问题：①锌的回收率偏低；②伴生金、银的回收率偏低，只有40%多。为此，集团公司于2008年联合中南大学、东北大学、沈阳研究院、红透山铜矿申报了国家“十一五”科技支撑计划“难处理有色金属资源开发关键技术与设备研究项目”，目的就是想解决其有价金属回收率偏低的问题。2.4铜资源的开发利用（5）硫化铜锌矿浮选实践——红透山铜矿2.4铜资源的开发利用①矿石性质红透山铜矿主要有价元素有铜、锌、硫，并伴生有金、银。矿石中铜矿物主要为黄铜矿、锌矿物主要为闪锌矿、硫矿物为黄铁矿和磁黄铁矿；脉石矿物主要有石英、斜长石、正长石、透闪石、辉石和黑云母等。原矿化学多元素分析如下：原矿物相分析如下：原矿物相分析如下：②工艺流程浮选流程结构可分为四个部分：第一部分是铜、硫等可浮，即不加硫酸铜，只加黄药和少量石灰，在pH值为8～9的情况下，浮选得到铜、硫混合精矿(其中有少量易浮锌)，然后在尾矿中加入硫酸铜活化，将难浮的锌矿物和硫化铁浮出，得到锌硫混合精矿和尾矿；第二部分是铜、硫分离，优先浮出铜精矿，底流即为硫精矿；第三部分是锌、硫分离，优先选锌，底流即为次硫精矿；第四部分次硫精矿经过再选，得硫精矿和废弃尾矿。嵌布粒度分析黄铜矿和闪锌矿浸染粒度以粗粒嵌布为主，但其在-0.038mm粒级中的分布率分别为11.95%和9.01%，而且这些细小颗粒一部分浸染在脉石矿物中，另一部分则被其它金属矿物包裹，较难回收。金银矿物的嵌布特点：超过50%的金银矿物被包裹在脉石矿物中，而且金银矿物的嵌布粒度非常细小，全部分布在-0.038mm粒级中。③磨矿细度研究通过对主要矿物嵌布特征的分析，发现红透山矿石中铜的最佳磨矿细度为-200目颗粒占76.77%，锌的最佳磨矿细为-200目颗粒占84.58%，银的最佳磨矿细度为-200目颗粒占95.02%。而红透山选矿厂的磨矿细度仅能达到70%左右。因此，磨矿细度不够是制约红透山有价金属回收率的一个重要因素。为提高磨矿的研磨作用，采取了增加磨矿介质表面积的措施，即保持补加球重量不变而减小补加球直径就可增加球的表面积，从而强化磨矿效果。通过反复试验，将补加球的直径由60mm降到40mm，钢球的表面积增加了36.38%，其磨矿细度较以前提高了8%左右，有价金属的回收率也有了一定的提高。目前红透山的磨矿细度可达到77%左右。④药剂制度的研究

采用了新型捕收剂G115，它对金、银、铜等矿物捕收力强。另外，采用混合用药，黄药与黑药的用药比为4:1时，金银回收率最高。⑤更换老旧浮选机

红透山原来一直在用老式的机械搅拌式浮选机，包括JJF型、SF型、XJK型。这些浮选机底部存在一定的死区，矿浆循环效果差，矿化程度低，泡沫层薄等缺点。经论证，决定采用XCF和KYF两种充气式浮选机，提高了选别效果。⑥攻关效果

通过近四年的攻关，红透山的Cu、Zn、Au、Ag的回收率分别提高了1.5、5.0、3.0和3.0个百分点。以其年处理量600000吨矿量，原矿品位分别为1.32%、1.90%、0.53g/t和28.15g/t，金属价格分别为50000元/吨、12000元/吨、260元/克和4元/克计算，年增加效益1178万元。其中：铜效益增加：600000×1.32%×1.5%×50000×0.8=475万元

锌效益增加：600000×1.90%×5.0%×12000×0.7=479万元

金效益增加：600000×0.53%×3.0%×260×0.5=124万元

银效益增加：600000×28.15%×3.0%×4×0.5=100万元2.5矿物加工技术进展1、重视矿石物性和工艺矿物学的研究加强对矿物资源个性化的研究，利用其天然的甚至微小的物性差异，扩大其分选的差异，达到矿物高效分离的目的。“细节决定胜负”。矿物加工技术发展到今天，已不再是从前粗犷式的分选。事实上，很多工艺技术的突破，正是由于对目的矿物和非目的矿物进行精细研究之后，在工程上采取了也许是并非困难的技术措施而实现的。59选矿产品检查选矿产品包括流程中的开口产品（精矿、尾矿、中矿）和流程中中间作业产品的检查。包括磨矿和选矿产品中矿物解离度的测定，粒度分布特性，连生特性（富连生体、贫连生体、包体连生、平行连生、环状连生）矿物含量、含杂。对于非金属精矿有的还需要检测矿物形貌，晶形，例如晶质石墨，云母等。60矿物分选的晶体化学原理这是近年间引起注意的一个研究领域。矿物晶体化学对矿物物性及可选性（矿物加工性能）的影响：①表面特性→可浮性→浮选②解理、硬度、脆性、形状→选择性磨矿，分级，重选③结构、表面特性→矿物改性，矿物材料④结晶粒度：结晶粒度粗的磁性矿物，磁畴结构破坏后细颗粒剩磁高，易产生磁团聚→磁选，絮凝⑤晶系的影响：单斜磁黄铁矿与六方磁黄铁矿相比，磁性和可浮性有差异→磁选，浮选⑥类质同象→磁选，浮选，冶炼此外，还有矿物表面缺陷的影响。61工艺矿物学研究的作用（1）通过对原矿工艺矿物学的研究可以确定：●矿石分选的难易程度。●磨矿流程结构，磨矿段数及最终磨矿细度，包括连续磨矿或阶段磨矿阶段选别。●分选的原则流程，尤其要确定复杂流程中打头的选别方法（重、磁、浮）和首先分离的矿物，确定矿物分选的顺序。●预选抛尾的可能性及抛尾粒级，抛尾作业地点。●按矿物计算出选矿可能达到的理论回收率和品位。例如，某铌、锆矿石，业主要求精矿中五氧化二铌的品位达50%以上，后经工艺矿物学研究发现，理论上最高品位只达45%左右。62（2）通过对选矿产品的工艺矿物学研究可确定：●主要矿物或元素在选矿流程中的走向和各作业的富集程度及分布规律。目前是按元素分析为主，将来可能以矿物含量计算流程。澳大利亚的分析仪器MLA，矿物解离度分析系统，在工艺矿物学中有很好的应用。●影响精矿质量的原因（单体，连生体）。例如，卢氏官坡六零六矿锂精矿品位小于5%，后查明纯锂辉石含Li20只有5.68%，达不到7%,锂精矿品位大于6%是不可能的。新疆阿舍勒铜精矿含砷的原因—砷黝铜矿。●尾矿中有价元素流失的原因（单体、连生体、粗粒级、细粒级）。●各种精矿中元素互含及含杂情况。63国家863项目“铜钴镍等金属矿生物堆浸技术”Muliashi项目当初设计时软岩矿Cu品位为1.49%，氧化率64%，硬岩矿Cu品位为1.27%，氧化率60%；设计年产阴极铜40kt（堆浸21kt、搅浸19kt）；软、硬岩矿采用不同的选冶工艺处理，硬岩矿的粉矿（约占硬岩矿矿量的29%）以及软岩矿采用加温搅拌浸出工艺，除去粉矿的硬岩矿采用堆浸工艺。根据南非Mintek

公司、Snc-Lavalin

公司的试验资料，加温搅拌浸出铜浸出率70~90%，常温搅拌浸出铜浸出率57.7~63.6%，加温比常温的铜浸出率大大提高。Muliashi项目搅拌浸出设计方案为加温到65℃下进行浸出。但为什么要加温，外国公司并没告诉我们。64原因找出后，我们就可以采取一些针对性的措施，如生物浸出或者考虑用选矿的方法进行预先富集。在国家863项目的支持下，我们委托东北大学、中南大学对Muliashi项目进行了系统的工艺矿物学研究。结果是：调整剂捕收剂起泡剂浮选剂国内外选矿药剂种类繁多，不完全统计就有数百种，常用的也有100多种。各种捕收剂，起泡剂，调整剂，絮凝剂，助滤剂等选矿药剂已全部国内自给，并部分出口到国外选矿厂，这些国产选矿药剂广泛用于各种黑色、有色、稀有金属、黄金和非金属选矿厂。2.5矿物加工技术进展2、选矿药剂捕收剂特点：S原子（二价）组成亲固基，疏水基分子量小，可得黄药、黑药、氨基硫代甲酸盐、硫醇、硫脲等酸相应的酯类，形成硫基化合捕收剂。黄药①结构：R-O-C

-OCSS-亲固基；Me—K+、Na+；②合成：ROH+NaOHRONa+H2O；

RONa+CS2ROCSSNa；醇中R基长短不同，可得不同黄药。③性质：

A、物理性质

B、稳定性：不稳定性、热分解、水、酸中分解。

SS-Me氧化黄药为还原剂，与空气中氧、水中氧均可发生：

2ROCSSNa+O2+CO2（ROCSS）2+NaCO3

（ROCSS）2是油状体。

黄药与金属离子生成难溶盐——黄药浮选该类矿物的依据。

ROCSSNa+CuSO4Cu（ROCSS）2↓+Na2SO4

有人认为Cu（ROCSS）2氧化成（ROCSS）2。捕收剂黄药类捕收剂的捕收机理

认识的三个阶段：①化学假说：表面发生化学反应，产物溶度积越小,反应越易发生。②吸附假说：黄原酸离子与表面离子交换吸附；分子吸附，ROCSSH或ROCSS对表面的吸附。③氧化和氧化作用（电化学机理）：硫化矿矿物表面适度氧化是进行浮选的重要条件。因为硫化矿表面氧化后形成硫酸盐，而硫酸盐的溶解度比相应硫化物要大得多，这就有利于黄药类的捕收剂与SO42-之间进行离子交换。捕收剂种类：抑制、活化、PH调节、矿泥分散、凝结、絮凝。特点：①包括无机、有机化合物；②同一药剂，不同条件下作用不同。活化剂抑制剂调整剂作用机理：活化剂的作用是在矿物表面生成促进捕收剂作用的薄膜。一般认为它有以下几方面的作用。硫化物在浮选中的作用A.活化有色氧化矿——硫化作用；有色金属氧化矿用硫化矿类捕收剂（如巯基类）时，氧化矿需硫化。用Na2S处理、活化，生成硫化物薄膜，用黄药浮选孔雀石：

CuCO3·Cu(OH)2』CuCO3·Cu(OH)2+2Na2S=CuCO3·Cu(OH)2』2CuS+2NaOH+Na2CO3活化剂B.由于交换吸附或置换的化学反应，在矿物表面形成难溶的活化薄膜；比如用硫酸铜对未被抑制过的闪锌矿的活化作用，是由于硫酸铜的的Cu2+与闪锌矿中的Zn2+发生置换反应：

ZnS』ZnS+CuSO4=ZnS』CuS+ZnSO4C.溶解矿物表面抑制薄膜；例如：黄铁矿表面的氢氧化铁薄膜，它是阻碍捕收剂作用的抑制薄膜，用硫酸作活化剂进行处理后，则可溶解抑制性的氢氧化铁薄膜，从而有利于黄药对黄铁矿的捕收作用。D.消除矿浆中有害离子，提高捕收剂的浮选活化实例：用Na2CO3去除“难免离子”Ca2+、Mg2+，以脂肪酸浮选白钨、萤石。活化剂目标：阻止或削弱矿物对捕收剂吸附，增强亲水性。石灰

CaO+H2OCa(OH)2

；

Ca(OH)2CaOH++OH-

；

CaOH+Ca2++OH-

；硫化矿调整剂：pH≥11～12，抑制铁的硫化矿。抑制原理：A.碱性中矿物表面生成Fe（OH）3亲水膜；

B.Ca2+→CaSO4沉淀，抑制作用；

抑制剂破碎设备

俄罗斯米哈诺布尔选矿研究设计院开发的惯性圆锥破碎机借助于不平衡偏心激振器高速旋转产生离心惯性力使得动锥旋摆来破碎物料。北京矿冶研究总院开发成功了惯性圆锥破碎机，该类设备具有破碎比大，产品粒度均匀，能耗低及带负荷起动等优点。目前已研制成功ф1200惯性圆锥破碎机。2.5矿物加工技术进展3、矿物加工设备74

惯性圆锥破碎机结构图

1-定锥2-动锥3-激振器4-外壳5-隔振元件6-底架

磨矿设备

2010年11月25日中信重工制造的Φ10.37m×5.19m半自磨机和Φ7.32m×10.68m球磨机在江西铜业集团德兴铜矿大山选矿厂投产成功。2012年9月1日中信重工制造的Φ11m×5.4m半自磨机和Φ7.9m×13.6m球磨机在中国黄金集团乌努格吐山铜钼矿选矿厂投产应用。它们的投入使用将使矿山采选能力提高40%，资源消耗降低20%，为我国矿业向大型化、集约化方向发展发挥重要作用。浮选设备的大型化。目前世界上最大规格的浮选机容积达500m3，浮选柱容积达220m3；国内最大规格的浮选机容积达350m3；浮选设备的节能降耗，是近期浮选研究的热点；粗粒浮选、高效节能浮选及复合力场细粒和微细粒浮选设备仍是今后浮选机的研究方向；随着社会和科学技术的进步，浮选设备的应用领域在不断的扩大，不仅用于分选矿物，还用于冶金、造纸、农业、食品、医药、微生物、环保等行业的许多原料、产品或废弃物的回收、分离、提纯；自动化控制程度越来越高。目前代表国际上浮选设备研究开发和应用水平的有芬兰的Outokumpu公司，美国的Dorr-OliverEmico公司，芬兰的Metso公司，俄罗斯的国立有色金属研究院，我国的北京矿冶研究总院（BGRIMM）等。浮选设备（3）矿物加工设备Outokumpu浮选机冬瓜山铜矿采用的130m³wemco浮选机北京矿冶研究总院（BGRIMM）自20世纪60年代以来就致力于浮选设备技术的研究及推广应用。总体思路在于研制新型浮选机叶轮—定子系统，简化浮选机结构，建立适合矿物选别要求的矿浆运动路线，改进浮选机槽体结构及矿浆循环方式，提高浮选机对不同粒级各种矿物的适用性及浮选机大型化。在大型化方面，2005年又研制出KYF-160超大型浮选机，目前最大达到350m3。

BGRIMM系列浮选机目前已有JJF、KYF、SF、BF、XJZ、XCF、LCH-X、CLF、YX、GF等10种型号、近百种规格的浮选机及浮选机联合机组，能满足有色金属矿、稀有金属矿、贵金属矿、黑色金属矿、非金属矿、化工矿物及污水处理等需要。BGRIMM