稀有贵金属矿资源开发新技术汤玉和

稀有及贵金属矿资源开发新技术稀有金属分离与综合利用国家重点实验室报告人汤玉和博士新疆乌鲁木齐2017年7月背景简介我国是矿产资源大国，但丰而不富，矿石禀赋差，回收难度大据统计，共伴生矿床约占已探明矿产总储量的85%；全国已开发利用的140余种矿产中，有62%来源于共伴生矿产资源我国矿床类型分布图共伴生元素种类多，赋存状态复杂，物化性质多变，回收难度大稀有金属大部分是复杂的氧化矿，更加难选，因此选矿流程复杂，往往是多段、多种选矿方法的联合流程整体特征“贫、细、杂、难”综合回收贵金属矿多为共伴生矿；原矿品位低，以痕量（g/t）计，选矿富集比要求高，粒度微细，难以回收简洁、高效新工艺选冶、冶选新方法统筹兼顾低成本低成本四个实例二、低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术（红岭）三、冶金技术强化分选低品位难选金银铁矿新技术（北衙）四、低品位原生铂钯矿的资源开发新技术（金宝山）一、极低品位稀有多金属共伴生矿综合回收新技术（卡房）一极低品位稀有多金属共伴生矿综合回收新技术对象：云锡卡房新山矿床典型的极低品位（在现技术经济条件下可回收利用的低于边界品位1/3-1/5）锡多金属共伴生矿床，除锡（4.2万t）外，主要有价元素有钼（670t）、铋（5261t）、铜（60.9万t）、钨（3.7万t）、硫、萤石等共伴生有价元素潜在价值500多亿元以上，但由于缺乏高效的综合回收技术，此前一直处于呆滞状态卡房新山矿共伴生元素Sn铋钼萤石钨铜硫云南个旧锡矿田研究背景A为了使该长期呆滞的极低品位卡房新山矿得到综合利用，云锡集团将其资源开发立为重点科技攻关项目，先后与广州有色金属研究院签订9个合同，进行技术攻关。云南省科技厅对此也给予高度的重视，将其列为云南科技强省计划（2007AD004）项目经过数年的技术攻关，在攻克了多个选矿技术难题的基础上，形成了一整套的综合利用新技术，不仅盘活了该呆矿资源，而且取得了较好的经济效益，示范意义重大资源化科技攻关一极低品位稀有多金属共伴生矿综合回收新技术创新点B123铜钼铋硫高效清洁无氰分离新技术难选自然铋中碱介质全浮选新技术铁质辉石环境中白钨矿有效富集新技术铜钼铋硫高效清洁无氰分离新技术针对共生关系密切的铜钼铋硫矿物的浮选分离问题，传统的加工方法主要是氰化浮选法，即通过采用添加大量的氰化钠抑制铜矿物浮选钼和铋矿物（先抑制铜硫-浮选钼铋，然后钼铋分离与铜硫分离），由于氰化物的添加，由此势必造成环境的污染01采用研发的黄铜矿选择性高效捕收剂和钼矿物特效捕收剂（中性油类），在无氰条件下，采用“抑制铋硫-浮选铜钼”的方法，解决了铜钼与铋硫的分离问题难选自然铋中碱介质全浮选新技术自然铋比重（9.75）大，国内外普遍采用重选法回收，由于该矿物粒度微细、分散且呈片状结构，加之石灰等药剂在摇床面上结垢等问题，回收率仅为10%。对于微细粒矿物，理论上浮选效果好，然而自然铋易氧化，在与铜分离过程中被加入的石灰氧化而抑制，因此，需解决其活化及捕收的问题02活化剂GYBi：解决了传统硫酸调浆，腐蚀设备、污染环境等弊端捕收剂GYH：解决了难选且被氧化的自然铋可浮选的难题采用浮选法回收，铋回收率提高了25个百分点以上铁质辉石环境中白钨矿有效富集新技术采用自主研发的高效抑制剂选择性调浆，结合易溶解的高选择性捕收剂GY-10，在低用量（为常规药剂用量的1/4-1/5）的“轻压轻拉”环境中，采用研发的常温粗选-加温精选的“钨钙分离”工艺，获得了钨（WO3）品位>60%，总回收率>75%白钨精矿03对原矿含铜0.067%、钼0.048%、铋0.051%、钨0.200%的品位极低的难选多金属呆矿，全浮选精矿品位分别为铜18.70%、钼46.08%、铋18.52%、钨72.51%；回收率为铜85.31%、钼82.22%、铋50.49%、钨76.52%，实现了该资源的高效综合利用

“等浮同浮-粗精异浮-钨钙分离”全浮选新技术一极低品位稀有多金属共伴生矿综合回收新技术成果转化C云锡集团卡房二选厂类别应用企业单位名称所属公司已经应用云锡卡房分矿多金属矿二选厂（3000t/d）云南锡业集团（控股）有限责任公司云锡卡房分矿铜锡共生矿选厂(1000t/d)云锡卡房分矿一选厂云南省个旧市文峰铜锡选矿厂云南省个旧市文峰铜锡选矿厂广东翁源红岭矿业有限公司广晟有色金属股份有限公司国家科技进步二等奖（2010年度·排名1）极低品位有用矿物的重选同步预富集创新点1元素MoBiAg/g/tCuSWO3预富集后富集比433738385044回收率76.8779.0779.2582.9188.2584.59含量0.431.88311.63.3826.1713.66研究对象含量0.010.058.10.090.520.31工业品位含量0.060.50100.00.4014.00.12有用矿物重选同步预富集试验结果首次发现了有低成本预先富集，又为钨铜钼铋硫多矿物体系分离创造了有利条件价矿物为重矿物集合体，开发了组合重选技术，成功抛出了98%

脉石，既实现了有用矿物主要有价矿物主要脉石矿物种类占有率比重种类占有率比重白钨矿0.2335.8-6.2石英50.9582.65黑钨矿0.2176.7-7.3长石24.2622.5-2.6辉钼矿0.0265.0绢云母19.4152.6-2.7黄铜矿0.2764.1-4.3黑云母0.5542.7辉铋矿0.0456.8绿泥石1.8092.3黄铁矿0.4504.9-5.2方解石0.2882.5合计1.256.0合计97.282.4有价矿物与脉石矿物的占有率和比重差异低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二钨硫分组-分类磨矿、异步浮选分离创新点2首次发现了钨与硫化矿不均衡共生关系规律，开发了分组分类磨矿技术，解决了有价矿物因过磨而难以回收的问题钨硫集合体规律性富钨贫硫富钨富硫贫钨富硫性脆易碎已解离完全无需再磨钨比硫易过磨未解离完全需要再磨（棒磨）硫比钨难磨未解离完全需要再磨（球磨）钨矿物硫化矿低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二钨硫分组-分类磨矿异步浮选分离钨硫分组-分类磨矿、异步浮选分离创新点2钨粗精矿硫含量/%硫矿物单体解离度应用前16.2553.21应用后2.0696.25应用前后技术指标对比3创新点及技术内容发明了钨硫异步浮选分离技术，实现了钨与硫化矿的高效分离，使原来钨产品中属于杂质的硫化矿产品化低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二3创新点及技术内容枱浮捕收剂梯度控制与加温解吸创新点3研发了梯度控制技术，药剂用量降低了30%，降低了成本研发了加温解吸技术，取代了硫化钠脱药，消除了残留药剂干扰，减轻环境污染药剂减量30%源头：梯度控制技术终端：加温解吸技术无需添加硫化钠残留药剂干扰分离低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二多元体系抗干扰特效浮选药剂及工程化创新点43创新点及技术内容发明了铜钼与铋硫、铜与钼、铋与硫三种浮选分离方法，研发了铜捕收剂TB、钼捕收剂MB、铋捕收剂BB和活化剂BH四种浮选药剂，实现了铜钼铋硫四类矿物的全浮选分离回收铜捕收剂钼捕收剂铋捕收剂铋活化剂烃油类传统药剂乙硫氨酯无浮选药剂可以借鉴硫氨酯类改性特效药剂烃油类与低碳链黄药复配无机盐类酯类技术优势充分利用钼天然可浮性铜钼分离无需铜抑制剂新型R基与黄铜矿作用更牢固多元体系下抗干扰能力更强构建了“活化-浮选”体系首次实现了铋矿物浮选高效回收低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二品位/%回收率/%铜精矿钼精矿铋精矿铜精矿钼精矿铋精矿全浮分离20.8049.6826.7976.7861.9958.27浮重联合22.3447.7628.7373.5561.9449.28选冶联合18.0647.76直接浸出67.1861.9460.87差值接近+1.92接近+9.60接近+8.99全浮分离方案与传统方案技术指标对比3创新点及技术内容多元体系抗干扰特效浮选药剂及工程化创新点4低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二独立银与载体银的导向回收技术创新点5钼精矿硫精矿低碱浮选工艺（pH:8.5-9）铜钼混合浮选铋硫分离原矿铜（银）精矿铋（银）精矿产品银品位/g/t银回收率/%应用后铜、铋精矿407.333887.1466.71应用前混合精矿507.6054.35应用前后技术指标对比发现了独立银矿物的存在，开发了银低碱浮选工艺，研制了独立银捕收剂YB，不仅把银导向至可计价的铜铋产品中，而且银总回收率提高了12%3创新点及技术内容低碱浮选工艺（pH:9-10）独立银捕收剂:YB维硫铋铅银矿单体颗粒螺状硫银矿呈微细粒嵌布独立银矿物铜钼分离低品位复杂钨钼铋银多金属矿综合回收新技术二三冶金技术强化分选低品位难选贵金属矿新技术研究背景A截止2013年12月31日，矿区保有资源潜在经济价值>1000亿元金222吨（大型），银1800吨（大型），铅+锌97万吨（大型）铜42万吨（中型）；铁3807万吨（中型），硫52万吨其中，地表氧化矿占1/3（￥330亿），深部硫化矿占2/3（￥670亿）对象：云南省北衙金矿（地表氧化矿Au、Ag、Fe）超大型金多金属矿床，金资源储量居西南地区第一位工艺：全泥氰化—磁选包裹于锰矿物中银占49%难以直接氰化浸出回收Au浸出率88%Ag回收率15%Fe回收率27%以金银最佳浸出指标确定磨矿细度（-0.043mm占91%）细磨造成褐铁矿、磁铁矿难以回收细磨重金、银轻铁“粗磨分流-冶金强化-分类提取”流程图磁选弱强磁铁分类钙铁分离处理新技术细粒嵌布银矿物还原酸浸破锰新技术粗磨研究创新B成果转化C试验阶段原矿品位/%浸出率/%精矿铁品位/%总铁回收率/%AuAgFeAuAg磁铁精矿褐铁精矿新工艺工业试验2.3643.1535.0594.8967.1962.1350.9561.89新工艺小型试验2.1940.9335.1694.8068.4762.0251.1961.37氰化浸出-磁选工艺2.1741.2035.5194.8036.2662.8950.5828.36原生产工艺流程3.5454.1939.9688.1521.2658.0451.6327.15新旧工艺生产指标对比中国有色金属工业科学技术奖（2013年度·排名1）25永久炸药库选矿厂组合井1309及1339硐口金宝山是我国最大的原生铂钯矿产资源，铂族金属资源储量居我国第二位，已探明储量45吨，远景储量82吨，却长期未得到开发利用。云南弥渡金宝山铂钯矿选厂鸟瞰图25原生铂钯矿—金宝山四低品位原生铂钯矿的资源开发新技术金川、金宝山和红石砬原矿品位、金属矿物粒度、硫化物含量对比结果表中数据比较结果表明：原生铂钯矿以岩浆成矿过程中早期的一些成矿阶段富集程度较差，从矿石中回收提取铂族金属难度较大。矿山（矿床类型）原矿品位（%）（*g/t）金属矿物粒度S含量（%）CuNiPt*Pd*Cu、NiPt、Pd金川（伴生铂钯矿）0.37~1.230.7~1.70.1~0.60.1~0.140.05~1mm0.075~0.5mm6.58~8.70金宝山（原生铂钯矿）0.20.20.51.50.05mm0.01-0.04mm1红石砬（原生铂钯矿）0.020.0070.650.170.01-0.08mm0.02526四低品位原生铂钯矿的资源开发新技术细：铜镍矿物嵌布粒度细，铂钯矿物多在20微米以下贫：铂钯品位低，铂0.585g/t，钯0.894g/t，硫含量1%易氧化：原生或次生紫硫镍矿表面极易氧化生成铁的氢氧化物金宝山原生铂钯矿选矿技术难点易泥化：超基性岩中蛇纹石、滑石和绿泥石等层状硅酸盐存在27获得国家级项目：“九五”国家重点科技（攻关）项目《云南省金宝山低品位铂钯矿资源综合利用》“十一五”国家科技支撑计划项目科研院所技术开发研究专项资金《复杂铂钯共生矿分离提取关键技术研究》《低品位复杂难选原生铂矿综合回收新技术》28针对铂钯矿物嵌布粒度细的特点，自上世纪70年代初发现该矿以来，国内外选矿研究工作中普遍存在着矿石必须细磨（-0.040mm占99%\-0.020mm占70~80%）入选的观点。细细磨给工程化实施带来的技术难题1.泥化严重，发生“自凝聚”或“异性凝聚”现象，严重恶化浮选环境2.精矿浓缩过滤困难，工程化实施难度大3.尾矿堆存存在较大的安全隐患4.磨矿成本增加对低品位铂钯矿石不经济29铂钯矿物嵌布粒度微细就必须要细磨么？游离铂钯矿物（自然铂钯矿物11种难）嵌布在磁铁矿与脉石矿物间隙及脉石矿物间隙中的铂、钯矿物粒度相对较粗，并且易于解离铂钯载体矿物（易氧化紫硫镍矿难）呈包裹体形式存在的显微或超显微状态的细粒铂、钯矿物与硫化铜、镍矿物关系密切集合体硫化矿物紧密共生，互为集合体或成群分布物性措施手段观念的转变细磨粗磨强力捕收剂PZO活化剂GHZ处理对象从细磨分选微细铂钯矿物到粗磨入选\选载体\集合体\游离铂钯矿物30贫铂钯矿选矿载体浮选工艺流程图载体浮选流程的研究由于原矿中硫化矿物含量仅为1%左右,将一、二段精矿集中精选，使得细粒的硫化矿实现载体浮选，减少-0.005mm细粒硫化物的损失，提高精选回收率。通过工艺流程结构优化以实现贫细矿物的高效回收31易氧化紫硫镍矿物性铂、钯的主要载体矿物（铂、钯品位300克/吨）矿石中最重要的镍矿物（占55%）原生次生比例波动大，且极易氧化（静置时间对浮选指标影响极大）预防镍矿物氧化研究出抗氧化剂KSN添加药点的选择加药方式的控制组合调浆以改变铂钯载体矿物的表面化学性质32作业名称粗精矿产率磨矿细度%物性控制用药一段粗选20.21-0.074mm占70矿石粒度较粗无二段粗选11.52-0.04mm占70蛇纹石泥化组合抑制剂（K401，KSP）精选35.66集合体、连生体、单体铂钯高分子强力分散弱抑制剂K515措施高分子强力分散弱抑制剂K515的研制加药调浆的控制易泥化降低矿泥“自凝聚”或“异性凝聚”的影响脉石矿物以层状硅酸盐矿物蛇纹石、滑石和绿泥石等为主（占85-92%）增加矿浆粘度及矿泥罩盖物性33-0.074mm占70%入选合成了铂钯矿物的高效捕收剂PZO研发易氧化紫硫镍矿的抗氧化剂KSN、加药点、加药方式控制原矿粗磨-粗尾再磨-铜镍铂钯混合浮选的阶段磨浮的工艺研发了易泥化脉石矿物的特效有机高分子分散剂K5