矿物加工基础报告

1、1,矿物加工技术学术讲座,主 讲：林 海 教授 单 位：北京科技大学 电话：010-6233.3603电子邮件：,2,3,一、常规选矿方法 二、实例讲解：金铜锌矿等选矿技术发展 三、选矿技术新进展,报告内容,4,常规选矿方法,选矿概述 重力选矿 浮游选矿 磁选 电选 其他选矿方法,5,选矿概述（1）定义,利用矿物的物理或物理化学性质的差异，借助各种选矿设备将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离，并达到使有用矿物相对富集的过程。,选矿是什么？,6,选矿的基本依据（矿物的各种物理性质、表面的物理化学性质及化学性质的差异）。 直接与选矿有关的矿物性质主要有：密度、磁性、导电性、润

2、湿性等。,选矿概述（2）选矿依据,密度是指单位体积矿物的重量。重选的依据,矿物的磁性是指它被磁铁吸引或排斥的性质。磁选的依据,矿物的导电性是指矿物的导电能力。电选的依据,润湿性是指矿物能被水润湿的性质。浮选的依据,7,选矿概述（3）技术指标,品位（、） 产率（） 技术指标 精矿回收率（=/） 选矿比（原矿与精矿质量之比） 富集比（精矿与原矿品位之比）,8,选矿概述（4）选矿方法分类,常用的矿物加工技术（选矿方法）,重选,磁选,电选,浮选,9,选矿概述（5）意义,NO.1 为冶炼工业提供精料，节省成本 主要途径：提高入冶炼前品位、除杂 NO.2 煤炭分选是选矿技术在煤炭行业中的重要应用 常用选矿

3、方法：跳汰、重介质选和浮选 NO.3 对于非金属矿产资源的开发利用，选矿也是重要的 加工工程（除杂） NO.4 环境工程中也能见到选矿的广泛应用 如：用浮选法处理废水（气浮）,10,重力选矿,重选概论 水力分级 重介质选矿 跳汰选矿 溜槽与摇床选矿,金子,11,1.重力选矿概述,重选的定义 根据矿粒间由于密度的差异，因而在运动介质中所受重力、流体动力和其它机械力的不同，从而实现按密度分选矿粒群的过程。 对重选设备的要求 重选过程是在运动过程中逐步完成分离的。重力设备，应具有使性质不同的矿粒，有不同的运动状况（运动的方向、速度、加速度及运动轨迹等）。,12,1.重力选矿概述,重力选矿过程中所用的

4、介质：1) 种类：空气、水、重液、悬浮液、空气、重介质。2）作用：传递能量、松散粒群、运输产物。,重选,13,1.重力选矿概述,重选原理 实质：松散 分层和搬运分离 基本原理理论 颗粒及颗粒群的沉降理论 颗粒群按密度分层的理论 颗粒群在回转流中分层的理论 颗粒群在斜面流中的分离理论,14,1.重力选矿概述,重选发展史,简易淘洗工具人工溜槽,手动跳汰机,从河溪砂石用兽皮 淘洗选收自然金属,14世纪末,具有上下交变水流的跳汰机问世,18世纪产业革命, 机械传动活塞跳汰机,摇床,1892年,压缩空气驱动的无活塞跳汰机，鲍姆式跳汰机,20世纪初出现稳定悬浮液重介质选煤法,20世纪中,离心力场水力旋流器

5、,15,1.重力选矿概述,重选分类： 依据介质运动形式与作业目的的不同可分为： 水力分级 重介质选矿 跳汰选矿 溜槽与摇床选矿,重选,16,1.重力选矿概述,应用 重选法广泛应用于黑色、有色、稀有金属和煤的分选，目的是提高入选品位或直接得到精矿产品（钨、煤）,17,2.水力分级,定义： 根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同，将粒度级别较宽的矿粒群，分成若干窄粒度级别产物的过程。,18,2.水力分级,应用： 与磨矿作业构成闭路作业，及时分出合格粒度产物，以减少过磨 在某些重选作业（如摇床、溜槽）之前作为准备作业，对原料进行分级，分级后的产物，分别进入不同设备或在不同操作条件下进行分选。 对原矿或选

6、后产物进行脱泥或脱水 在实验室内，测定微细物料的粒度组成,19,2.水力分级,分级设备： 1）螺旋分级机 根据螺旋数目不同可分为 单螺旋和双螺旋分级机； 根据溢流堰高低不同分为 高堰式、低堰式和沉没式。,20,1)螺旋分级机,21,2)水力分级,2）水力旋流器 水力旋流器是利用回转流进行分级的设备 并也用于浓缩，脱泥，以至于分选。 由于它的构造简单，便于制造， 处理量大，且工艺效果良好， 问世后得以推广使用。 存在问题：沉砂口磨损严重、需要较 高进浆压力,22,3.重介质选矿,定义： 任何重力分选过程，都是在一定的介质中进行。若所使用的分选介质其密度大于lg/cm3时，这种介质称为重介质。矿石

7、或煤炭在该介质中分选，称重介质选矿或重介质选煤。 分选原理 根据阿基米德定理，小于重介质密度的颗粒将在介质中上浮，大于重介质密度的颗粒在介质中下沉。,23,3.重介质选矿,重介质种类 1）重液一些密度高的有机液体或无盐类的水溶液。如三溴甲烷 特点：价格昂贵，有毒，不易回收，一般用在实验室使用。 2）重悬浮液由密度大的固体微粒分 在水中构成的非均质两相介质 特点：价廉、无毒，在工业上广泛应用。,24,3.重介质选矿,工业上常用的重介质： 硅铁可配制密度为3.2-3.5g/cm3的重悬 浮液。 方铅矿配制的悬浮液密度为3.5g/cm3。 但由 于硬度低，易泥化，配制的悬浮液容易 损失，现已逐渐少用

8、。 磁铁矿配制的悬浮液密度为2.5g/cm3。 另外，还可用砷黄铁矿、黄铁矿等做重介质。,25,3.重介质选矿,从选矿生产角度来看，配制的重悬浮液不但应达到分选要求的密度，而且应具有较小的粘度及较好的稳定性。 选择的加重质，应具有足够高的密度，且在使用过程中不易泥化和氧化，来源广泛，价格低廉，便于制备和再生，这些都是选择加重质时必须考虑的因素。,26,重介质选矿设备 1)按选后产品：两产品、三产品。 2)按悬浮液流动：水平液流、垂直液流、复合液流。 3)按分选槽形式：深槽、浅槽。 4)按排矸装置形式：提升轮分选机、刮板分选机、圆筒分选机、空气提升式分选机。,3.重介质选矿,27,(1)重介质分

9、选机,28,(2)重介质旋流器,优点 1）粒度下限低，达 0.5mm-0.3mm； 2）分选效率高，可达95%以上，至99%； 3）可用粘度高甚至结构化悬浮液； 4）处理能力高； 5）结构简单、无动力。 缺点 1）上限较低； 2）物料在旋流器及泵中，粉碎、泥化程度高； 3）磨损重；加衬板。,29,(2)重介质旋流器,30,4.跳汰选矿,1）定义 矿物颗粒混合物在垂直脉动介质流作用下，按密度差异进行分层和分离的过程,31,2）原理（分选过程）：,32,3）跳汰在重力选矿中的地位,跳汰选矿具有工艺系统简单、操作维修方便，处理量大和投资少且有足够分选精度等优点。因而在煤的可选性适宜时，被优先采用。

10、煤炭分选，跳汰选煤的比重很大，全世界有50%的洗选煤炭是跳汰选，我国和德国占60%左右，远超过其它选煤方法。,33,4）跳汰机的类型,根据使用范围可分为： 选煤用跳汰机 筛侧空气室跳汰机（鲍姆式跳汰机） 筛下空气室跳汰机 选矿（非煤）用跳汰机 上(旁)动型隔膜跳汰机 下动型隔膜跳汰机 侧动型隔膜跳汰机,34,筛侧空气室跳汰机（鲍姆式跳汰机）,35,筛下空气室跳汰机,36,5.溜槽与摇床选矿,定义： 溜槽选矿是利用沿斜面流动的水流进行选矿的方法。 摇床选矿是分选细粒物料时应用最为广泛的一种选矿方法。由于在床面上分选介质流层很薄。故摇床属于流膜选矿类的设备。,37,溜槽选矿,在溜槽内，不同密度的矿

11、粒在水流的流动动力、矿粒重力、矿粒与槽底间的摩擦力等作用下发生分层，结果使密度大的矿粒集中在下层，以较低的速度沿槽底向前运动，在给矿的同时排出槽外；或者是滞留于槽底，经过一段时间后，间断地排出槽外，密度小的矿粒分布在上层，以较大的速度被水流带走由此，不同密度的矿粒在槽内得到了分选。,38,摇床选矿,摇床的分选过程发生在一个具有宽阔的斜床面上，给矿粒度一般在3mm以下，选煤时可达10mm。 摇床主要用于处理钨、锡、有色金属和稀有金属矿石，在金属选矿中，摇床一般作为精选设备与离心分级机、圆锥选矿机等配合使用。,39,摇床结构示意图,40,6.浮游选矿(表面化学分选),定义： 又称浮选，泡沫浮选，是

12、根据矿物表面物理化学性质的不同来分选矿物的选矿方法。（润湿性、接触角）,41,浮选过程,浮选药剂,捕收剂 起泡剂 调整剂 活化剂 抑制剂,入料,矿物分析 化学分析 粒度分析 密度分析,调浆,水调节,粘度 浓度,矿浆,空气,浮选槽,三相泡沫 分离分选 混合分散,泡沫精矿,尾矿,物理化学过程,热电界胶流机自能有结岩矿矿 力化面体体械动耗机晶石物相 学学化化力工检经化化力学学 学学学程测济学学学,42,浮选药剂,1）捕收剂： 能选择性地作用于矿物表面并使其疏水的有机物质。捕收剂作用于矿物与水界面，通过提高矿物的疏水性，使矿物能更牢固的附着于气泡而上浮。 黄药、黑药、脂肪酸、胺类、石油磺酸类,43,2

13、）起泡剂,为表面活性物质，主要富集在水、气界面，促使空气在矿浆中弥散成小气泡，防止气泡兼并， 并提高气泡在矿化和 上浮过程中的稳定性 保证矿化气泡上浮后 形成泡沫层刮出。 2#油 11#油,44,3）调整剂,用于调整其他药剂与矿物表面的作用，调整矿浆的性质，提高浮选过程选择性。 可细分为四类： 活化剂 CuSO4 苛性钠 抑制剂 硫化钠 氰化物 介质pH调整剂 石灰 碳酸钠 分散与絮凝剂 水玻璃 碳酸钠,45,7.磁 选,定义：是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法 磁选基本条件：作用在较强磁性矿石上的磁力F1必须大于所有与磁力方向相反的机械力的合力，同时，作

14、用在较弱磁性颗粒上的磁力F2必须小于相应机械力之和。即F1F机1，F2F机2。,46,磁选设备,根据承载介质的不同，磁选机可分成干式磁选机和湿式磁选机两种。 根据磁选机磁场强度的高低，磁选机分成弱磁场磁选机和强磁场磁选机。,47,应用,磁选法多用于黑色金属和稀有金属的分选，也可用于从非金属矿物原料中除去含铁杂质，还可作于净化生产、生活用水以及重介质选煤中磁铁矿的回收。 今后的重点是开发新型磁性材料、弱磁性铁矿物的分选（菱铁矿、褐铁矿等）,48,8.电 选,定义：是利用各种矿物及物料电性质不同而进行分选的一种物理方法。 电选内容：包括电选、电分级、摩擦带电分选、介电分选、高梯度电选、电除尘等。,

15、49,电选设备：,按矿物带电方式分为传导带电电选机、摩擦电选机、介电分选机、热电粘附电选机。 按电场特性分为静电场电选机、电晕电场电选机、复合电场电选机。,50,电 选,应用 电选法用于有色金属和稀有金属矿石、黑色金属（铁、镉、铬）矿石的分选，还用于非金属矿石（如煤粉、金刚石、石墨、石棉、高岭土和滑石等）的分选。,51,磁选、电选设备,52,其他选矿方法,化学选矿基于矿物和矿物组分的化学性质的差异，利用化学方法改变矿物组成，然后用相应方法使目的组分富集的工艺。 微生物选矿一种高科技的、很有前景的选矿方法。至今多在铜矿有所应用。,53,实例讲解：金铜铅锌矿的分选技术,（1）金的选冶技术 （2）铜

16、矿的选矿技术 （3）含铜金精矿预处理技术 （4）铅锌矿选矿技术,54,金的选冶技术,重选技术 浮选技术 金氰化前预处理及提金技术,55,金的重选技术,重选法多用于选别砂金，以及在浮选和浸出前回收单体解离的粗粒金。 据资料报道，目前采用重选法回收的黄金产量占全球产量的12%15%之间。,56,金的重选技术,重选新工艺 俄罗斯科学院西伯利亚分院杜文斯克天然资源综合利用研究所制定了处理含金矿石和尾矿的新重选工艺。 该工艺由洗矿槽、水力筛、机械式槽形流槽和水力旋流器组成。该系统可回收老尾矿中的金。新工艺设备金的回收率比常规工艺提高15%20% ,该系统的处理能力为10t/h 。,57,重选设备,黄金重

17、选设备发展迅速，有： 在线压力跳汰机 尼克尔瑟跳汰机 自动摇床 法尔肯选矿机 尼尔森选矿机,其中以尼尔森选矿机最具代表性,58,尼尔森选矿机,该设备由加拿大Lee Mar 工业公司研制开发，已被许多国外黄金选厂所采用。 尼尔森选矿机主要利用了离心力场中的干涉沉降原理，由一个高速的肋状圆锥和传动装置构成。,工业型尼尔森离心选矿机(上) 实验室型尼尔森离心选矿机(下),59,尼尔森离心选矿机系列,(1)人工排矿系列(MD) 这种系列的尼尔森离心选矿机一般为小型机，用于实验室试验、选厂采样、半工业试验以及砂矿勘探。截锥直径为3，4.5和7.5英寸,处理量分别为45kg/h，275kg/h和680kg

18、/h。,60,尼尔森离心选矿机系列,(2)中心排矿低碳钢系列(CDMS) 早期,这一系列广泛用于回收金,但现在多用于砂矿和一些要降低设备安装成本的选厂。截锥最大直径为30英寸,处理量为50100t/h,截锥最小直径为10英寸,处理量为0.98t/h。,61,尼尔森离心选矿机系列,(3)高强度系列(XD) 其特点是紧凑和结实,主要元件为不锈钢材质,用于处理脉矿的选矿厂,以适应艰难的操作条件。这些设计特点使得XD系列成为目前需求最多的机种。,62,应用实例：用尼尔森离心选矿机从克拉哈贝勒选厂磨矿回路中回收铂族金属和黄金,原矿品位,63,应用实例：用尼尔森离心选矿机从克拉哈贝勒选厂磨矿回路中回收铂族

19、金属和黄金,工艺： 在磨矿回路中铂族金属和金选择性地富集于球磨机排矿和旋流器底流中。用普通3英寸尼尔森离心选矿机分选球磨机排矿，用可变速3英寸尼尔森离心选矿机分选水力旋流器底流回收铂族金属和金的有效工艺。,64,应用实例：用尼尔森离心选矿机从克拉哈贝勒选厂磨矿回路中回收铂族金属和黄金,分选指标： 球磨机排矿离心机二段分选精矿Pt、Pd和Au总回收率分别为84.70%，56.39%和8050%；Pt、Pd和Au品位分别为7.67g/t，54.27g/t和155.93g/t；Pt，Pd和Au富集比为49.6，31.9和47.7。 旋流器底流离心机二段分选精矿Pt、Pd和Au总回收率分别为76.52

20、%，49.93%和77.79%；Pt、Pd和Au品位分别为112.70g/t，47.86g/t和120.81g/t；Pt、Pd和Au富集比为42.3，27.9和43.2。,65,黄金重选设备发展,在设备方面，选金主要设备向大型化发展。 据报道，一种全自动旋流黄金重选机正准备推向市场，该设备是一种全新的、无污染、高回收率的选矿机械,能够取代化学方法选金，不使用任何药剂及化合物介质，从根本上防止汞污染。不仅可回收单体金,还可回收细粒金、微细粒金及伴生金属矿物,金属回收率高于混汞法回收黄金的1倍以上,是俄罗斯脉冲旋流选金机黄金回收率的4倍。综合回收率可达80%90%。,66,金的浮选技术,浮选是黄金

21、生产中选别硫化矿应用最广泛的选矿方法。 主要用于处理较细浸染的脉金矿石,常将金浮选入铜、铅精矿中,然后从这些精矿中提取金。,67,浮选设备,浮选设备的一个重要进展就是柱式浮选槽的应用,与传统浮选槽相比,浮选柱可以提高回收指标,降低投资和生产成本等。,68,金浮选新药剂,Y89系列 Y89系列捕收剂是由广州有色金属研究院于20 世纪80 年代研制的,90 年代与株洲选矿药剂厂共同开发的高级黄药类捕收剂,学名为甲基异丁基甲黄药。 从其结构上看,它具有碳链长,有支链,结构式特殊的特点。与其它类型浮选药剂比,它具有易渗、稳定、无臭、低毒、选择捕收性强的特点。 该系列药剂能有效提高黄金回收率。,69,金

22、浮选新药剂,Y-89-2捕收剂 Y-89-2捕收剂对含金石英脉及含金蚀变岩两种类型金矿石的选别具有良好的效果，是回收金的较理想的捕收剂。 Y-89-5捕收剂 Y-89-5捕收剂能有效提高金铜选矿回收率。,70,金浮选新药剂,Y98捕收剂 Y-98是高级黄药类捕收剂Y-89系列中的一种 试验用的Y-98捕收剂为桔黄色粉末,配制成2 %的水溶液用于试验。 Y-98捕收剂对铜有较好的捕收性能，对金的选择性比Z200较好些。,71,金精矿的预处理技术,对于采用氰化物难浸出的金矿，一般需要进行预处理。 难处理金矿造成的原因： 矿物中金被其它矿物包裹或以难溶金化合物形式存在。 由于矿石中其它物质干扰了氰化

23、浸金作用。如碳质矿,消耗氰化物及氧的物质(黄铜矿、磁黄铁矿、砷化物及Fe等) ,加工过程形成的包裹(如焙烧时形成) 。,72,难处理金矿的预处理技术,难浸金矿,最有效的办法,改变氰化条件,氰化前进行预处理,强烈氰化、 加压氰化 加入助氧剂,焙烧 加压氧化 生物氧化,73,氰化前进行预处理,焙烧可以使砷锑的硫化物以氧化态挥发掉,使含炭物质失去活性,使呈显微细粒的金暴露、富集在一起,为氰化浸金创造良好的动力学条件。 加压氧化包括高压氧化、低压氧化、高温加压氧化。加压氧化酸浸或用加压氧化碱浸对矿石进行预处理、先除去矿石中的S、As、Sb等有害杂质,使金充分暴露然后用氰化法回收 生物预氧化是近年来发展

24、起来的一种新兴工艺,其基本原理是通过生物酶的作用,对金属硫化矿物进行分解,从而使金矿物得到解离。,74,金矿的氰化,氰化提金理论 现代研究表明,氰化提金金的溶解本质上是电化学过程,即在一定电位条件下,金在氰化物溶液中发生阳极氧化反应及阴极还原反应,其阳极氧化溶解反应式为: Au + 2CN- =(CN)2- + e 阴极还原反应包括Au(CN)2-的还原以及氧的还原反应过程为: Au(CN)2- + e =Au + 2CN- O2+ 2H2O+2e =H2O2+ 2OH-,75,氰化工艺,多段氰化工艺： 泥砂分别氰化。泥砂分别氰化时,矿泥用搅拌槽氰化处理，矿砂用渗滤法氰化处理,在氰化钠浓度为0

25、.03%、pH11时,金的总回收率达95%96%。 干式氰化法。干式氰化即采用特殊的干式粉磨机粉碎矿石,然后调浆氰化处理,基建投资少,适合于缺水地区。,76,浸出金的回收,对于浸出后的提金工艺,包括锌粉置换法、活性炭吸附法、离子交换树脂法 我国黄金矿山现有氰化厂基本采用两类提金工艺流程,一类是以浓密机进行连续逆流洗涤,用锌粉置换沉淀回收金的所谓常规氰化法提金工艺流程(CCD 法和CCF法)。另一类则是无需过滤洗涤,采用活性炭直接从氰化矿浆中吸附回收金的无过滤氰化炭浆工艺流程。,77,活性炭吸附法,活性炭吸附金银可以从浸出清液、浸出矿浆、浸出过程中来完成,这三种情况相应地称之为炭柱法(CIC)

26、、炭浆法(ClP)和炭浸法(O IL) 。,78,炭柱法(CIC),炭柱法的革新是采用可动式炭吸附柱，,这种吸附柱不是把炭从一柱输送到另一柱,而是将吸附柱与炭一起向前移动,可一直移动到酸洗作业。,79,离子交换树脂法,树脂法适于处理含泥量较大的金矿石,也适于处理焙烧后的含金黄铁矿以及堆浸的低浓度含金液,载金能力比活性炭高,在常温常压下能有效解吸,且在常温常压下即可再生。,阴离子交换树脂,80,离子交换树脂法,优点： 树脂比活性炭有更高的载金容量和吸附速度,机械强度高、耐磨损和抗挤压,不易被有机物、黏土所污染,且树脂不吸附矿浆中的钙,对处理古有机物、泥质、炭质和砷矿物的矿装,树脂矿浆法比炭法好,

27、生产成本较低。,81,离子交换树脂法,缺点： 树脂选择性比活性炭差,粒度细、密度比活性炭小、耐磨性差,容易吸附在矿浆表面,因此含有其它金属氰络合物离子多的矿浆宜采用炭浆法。,82,非氰化提金技术,无毒非氰的浸出法包括硫脲法、硫代硫酸盐法、 卤化法、多硫化铵法、有机腈法、微生物法等,常用的浸出剂有硫脲、氯气、溴、碘、氨、硫代氰酸盐、硫代硫酸盐以及生物浸金, 大量试验研究表明,非氰化法能够处理许多常规氰化法不能有效处理的难浸金矿石。,83,金的选冶技术,结语 传统黄金选矿方法的发展主要集中在高效选金设备和浮选新药剂的开发方面。黄金的浸出技术目前虽然有许多新工艺,但氰化法仍然是工业生产上使用的主要方

28、法,硫代硫酸盐、硫脲法提金已经在一些地方获得成功,但从生产过程的稳定性和浸出效果来看仍然不如氰化法。 采用现代生物技术对微生物进行基因重组和设计,是开发高效黄金浸出菌种的有效途径,微生物浸金是今后低品位、难浸出金矿发展的重点。,84,铜矿的选矿技术进展,铜矿物的分布及赋存特征 在世界上有工业价值的铜矿石产量中铜矿物的分布如下图所示：,85,我国铜矿床主要分类,（1）斑岩型铜矿床。主要矿物为辉铜矿和黄铜矿,其含铜品位为1%1. 5%,伴生矿物为黄铁矿、闪锌矿、辉钼矿、铜- 镍综合矿石及金。我国的山西铜矿峪、江西德兴、河北小寺沟等地均有分布。 （2）层状铜矿床。主要矿物有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、孔

29、雀石、蓝铜矿、硅孔雀石,并见稀少的黝铜矿,共生矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、方解石、石英、重晶石等。,86,我国铜矿床主要分类,(3)黄铁矿型铜矿床。矿石以黄铁矿为主,占总量的95%以上,其中尚有黄铜矿、伴生有闪锌矿。另外含有金、银、铅、硒等共生元素,脉石矿物为绢云母、绿泥石、石英等。 (4)夕卡岩型铜矿床。主要由铁帽、孔雀石、黄铜矿所组成,其下部常有次生富集带,由致密辉铜矿、烟灰状辉铜矿所组成。此类矿床在我国分布较广,如安徽铜陵、湖北大冶、吉林天宝山、辽宁华铜、河北寿王坟等,87,我国铜矿床主要分类,(5)脉状铜矿床。矿石中主要矿物有黄铜矿黄铁矿、其次为闪锌矿、方铅矿、黝

30、铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿等,脉石以石英、方解石、重晶石为主,其次有菱铁矿、绢云母、绿泥石、菱锰矿等。,88,我国铜矿床储量及主要矿山,我国现有铜矿资源保有储量1915万t,基础储量3042万t,资源量3177万t,总量6218万t,在世界上排名第7位。 国内主要的大型铜矿有江西德兴铜矿,云南易门矿物局,山西中条山,安徽铜陵,湖北铜绿山及封山铜矿等,共占到全国总资源的65. 2%。 从已探明铜的储量来看,我国可利用的高品位矿石数量相对较少。,89,我国铜矿资源情况,“贫,杂,氧,难”即为当今我国铜矿资源情况的最好概括。 目前国内许多开采品位为0.5%0.4%,个别大型露采矿山的边界品位降到

31、0.2%,以后铜矿的开采品位可能会降到0.25%, 边界品位降到0.1%,一些含铜高的岩石也就可能成为工业矿石了,我国铜矿的平均品位仅为0.87%。,90,铜矿选矿方法,针对不同的矿石类型一般采用不同的选矿方法: 单一硫化矿石常用浮选法; 针对多金属硫化矿石,不同的矿石组分特性分别采用不同的选别方法包括混合浮选法、优先浮选法、混合优先浮选法、浮选和重选联合选矿法、浮选和磁选联合选矿法,以及浮选和湿法冶炼联合处理等; 氧化矿石选矿一般用浮选与湿法冶炼联合处理或用离析法与浮选联合处理;,91,浮选处理铜硫矿石,浮选处理铜硫矿石的选矿流程变化多样,概括起来有: 优先浮选,混合浮选,等可浮, 部分优先

32、浮选- 混合浮选,快速浮选,分布优先浮选,部分混合浮选,异步混合浮选等。,左图为硫化铜浮选 右图为硫铜矿石,92,氧化铜矿的浮选,氧化铜矿的浮选包括直接浮选法和间接浮选法。 直接浮选法主要是用于处理矿物组成简单,性质不复杂的氧化铜矿石。 间接浮选法是指通过添加硫化剂使氧化铜矿硫化,然后再用普通硫化铜矿浮选。,93,氧化铜矿石,94,铜矿物的浮选药剂,常见的捕收剂是黄药类,用量在30100g/t左右,以石灰为调整剂,黄铁矿含量低时pH值为89,黄铁矿高时pH值要大于11.0,但大量的石灰会影响硫化物矿石中伴生金银的回收。优良的起泡剂可在不增加成本的情况下,提高铜的回收率。,95,异戊基黄原酸钠,

33、异戊基黄原酸钠是一种强捕收剂,主要应用于需要捕收力强而不需要选择性的有色金属矿物的浮选。它是浮选氧化了的硫化矿或氧化铜矿和氧化铅矿(经过硫化钠或硫氢化钠进行硫化)的良好捕收剂。,96,新型鳌合捕收剂B130,邱允武等研究利用新型鳌合捕收剂B130,以含孔雀石为主的大冶铜绿山难选氧化铜矿石为研究对象, 鳌合捕收剂B130浮选难选氧化铜矿石是有效的,在铜精矿品位相当的情况下,铜回收率较常规硫化- 黄药法可提高10%左右,且有利于金的浮选。,97,氧化铜矿螯合型浮选捕收剂BJ-60,北京矿冶研究总院研制的氧化铜矿螯合型浮选捕收剂BJ-60,粗选试验表明,采用BJ - 60为捕收剂浮选含铜为2.14%

34、的氧化矿,与以丁黄药为捕收剂对比,铜的回收率提高了10. 5% ,且铜精矿品位也有提高。,98,鳌合捕收剂一般用于浮选氧化铜矿石,其表现在： (1) 作为氧化铜矿物浮选的鳌合活化剂, (2) 直接代替常规捕收剂浮选氧化铜矿物, (3) 鳌合捕收剂+中性油组成一种新的捕收体系浮选氧化铜矿石。,99,新型的730E起泡剂,刘述中等研究的用新型的730E起泡剂对汤丹铜矿的氧化铜矿,高结合率氧化铜矿和碳质斑岩铜矿3种样进行实验研究, 研究结果显示730E新型起泡剂与2 #油相比,回收率分别提高了3.26%, 1.45%和2.84%。,100,新型起泡剂W-701,新型起泡剂W-701的起泡性能良好,生

35、产应用中泡沫层稳定、流动性好、易操作、可减少细泥对浮选的干扰,且该泡沫对Cu及伴生Au、Ag有较强的吸附能力,处理铜录山低品位、高含泥、高结合率、高氧化率的难选氧化铜矿石的工业试验研究表明:与使用2号油起泡剂相比,铜精矿中Cu、Au、Ag的品位分别提高了5.41%, 4.78g/t, 25.3g/t,相应回收率分别提高了7.7%, 4.03%, 6.96%。,101,湿法提铜,湿法炼铜主要是通过用溶剂浸出铜矿石或精矿,而后从浸出液中提取铜,主要过程包括浸出、溶剂萃取和电积工序。 湿法提铜工艺自20世纪80年代末引入后,在国内得到了广泛的应用,特别是针对露天矿离的废矿石和低品位氧化铜矿石等常规选

36、矿方法无法解决的难选问题。,102,湿法提铜,浸出方式目前主要包括堆浸法、地下溶浸、搅拌浸出以及生物浸出。 堆浸法广泛用于处理未破碎或粗碎的含铜废矿、尾矿及贫矿。,103,铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术,山西铜矿峪地下溶浸采场及电积铜厂是迄今为止,我国应用原地爆破溶浸湿法提铜技术最成功的示范企业之一。,104,铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术,矿石性质 山西铜矿峪铜矿5#矿体东部属低品位氧化铜矿中,铜矿物主要为孔雀石,其次为蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿,少量为硅孔雀石、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝,并伴生少量褐铁矿、赤铁矿和磁铁矿。自由氧化铜占0.54，结合氧化铜占0.44。,105,铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术

37、,关键技术 控制爆破技术（控制爆破的粒度，采场爆破后,矿石块度-196.3mm占80.7%,矿石粒级分布较合理,堆积密度适宜,满足浸矿工艺的块度要求） 防渗漏技术（采用注浆防渗和导流孔导流相结合的技术） 布集液技术（为了保证溶浸采场的均匀受浸和铜浸出液的充分收集,生产中采用钻孔注液与导流孔导流相结合的布液集液技术方案。）,106,铜矿原地爆破浸出湿法提铜技术,意义 原地爆破溶浸湿法提铜技术的浸出- 萃取- 电积各工艺之间形成了闭路循环,对周边环境污染极小。 该项技术有效解决了资源开发与环境污染之间的予盾,为我国低品位难选氧化矿的经济有效开采开辟了一条新途径,其应用发展前景广阔。,107,铜矿的

38、选矿技术进展,铜矿选矿的发展方向 铜矿的选别技术的发展离不开设备的支持,由于铜矿石的品位相比铁矿石来说比较低,矿石的处理量比较大,因此大型、节能型、高效能的选别设备是提高铜精矿品位,提高铜矿山经济效益的一种途径。,108,含铜金精矿浮选分离技术,国内的金精矿氰化提金技术在近20年里得到了发展,但对含铜在1%5%的金精矿直接氰化却是一项技术难题。 主要的难点在于氰化提金时铜矿物对氰化指标的影响和伴生有价铜矿物的综合回收。,109,含铜金精矿浮选分离技术,传统的金铜分离流程,一般采用添加大量石灰,在高pH条件下,浮铜抑硫。这主要是基于原矿中黄铁矿是主要的载金矿物。 但经两次磨矿后,铜矿物、金矿物大

39、部分以单体单体解离，黄铁矿已不再是主要的载金矿物,金矿物良好的可浮性,对硫的抑制,已不能达到金铜分离的目的。,110,浮选药剂的选择,捕收剂：采用硫氨脂作铜矿物捕收剂, 调整剂：石灰作矿浆pH值调整剂,并对中矿在较高pH值条件下进行分选的开路流程,可较好的分离金矿物和铜矿物,其流程的各项指标也易于控制。,111,浮选药剂的选择,各种药剂的选择应考虑其后氰化提金流程的要求。因金精矿入浸前要浓缩,部分液相弃之,故不能采用溶解金银的药剂。 部分药剂随浓缩后的放浆一起进入氰化系统,所以,能促进氰化物分解及消耗的药剂少用或不用。 应选择对铜矿物有选择性的捕收剂和对氰化过程有利的药剂,如调整剂用石灰较好,

40、一是价格低来源广,二是一定程度上起预先碱浸的作用。,112,含铜金精矿浮选分离技术,应根据实际情况对铜金分离流程的进行合理选择。 采用合理的捕收剂对其进行分选。矿浆pH值增大,硫氨脂捕收铜矿物能力增大,有利于降低金精矿含铜。将含铜金精矿分为含铜高的金精矿和含铜低的金精矿。 高铜金精矿可以采用焙烧酸浸萃取电积提铜工艺后氰化提金。 低铜金精矿可以直接氰化提金。,113,我国铅锌矿选矿技术现状,我国的铅锌矿产资源十分丰富,其中铅的基础储量达到1248万t,资源储量3757万t;锌的基础储量达到3763万t,资源储量9267万t ,仅次于澳大利亚和美国位居世界第三位。 据有色协会统计,2005年全国铅

41、锌产量分别达到238万t、271万多吨,占世界总产量的32.55%、26.3%。当年铅锌消费量分别为202万t、315万t,占世界总消费量的26%、30% ,在全球铅锌产业链中处于重要地位。,114,我国铅锌矿产资源特征,一是矽卡岩型铅锌矿床,为铅锌矿床重要类型之一。矿石中铅锌品位高,并伴生有可供综合利用的金属。 二是热液脉状铅、锌矿床,产于各种岩石的构造裂隙中,成矿作用以充填为主,矿体呈脉状,矿体品位高,分布广泛,但矿床规模变化较大。 三是黄铁矿型铅锌矿床,这种矿床与含铜黄铁矿型矿床的特征相同,只是含铅锌多些。,115,四是碳酸盐岩层中热液交代铅锌矿床,以交代作用为主。矿石组成以方铅矿、闪锌

42、矿为主,并有石英、方解石、萤石和重晶石等伴生矿物可供综合回收利用 五是碳酸盐岩层中层状铅锌矿床,产于灰岩和白云岩中。矿体多为层状,矿化现象一般都是浸染状。矿石矿物组成主要有方铅矿、闪锌矿,有时有黄铜矿, 脉石矿物主要为方解石。矿石中铅锌含量不高,但矿床规模往往较大。,116,铅锌矿山,可可塔勒铅锌矿,银山铅锌矿,117,铅锌矿选矿厂,118,硫化铅锌矿,我国铅锌矿产资源的特性,促进了铅锌矿选矿技术的发展。目前国内的铅锌工业矿物中,主要包括氧化铅锌矿及硫化铅锌矿。 具有工业应用价值且占有重要比重的硫化铅锌矿以方铅矿( PbS) 和闪锌矿(ZnS) 为主。,方铅矿,闪锌矿,119,硫化铅锌矿,硫化

43、铅锌矿选矿常用的药剂有: (1) 黄药类,包括黄药和黄药酯类,用来作为硫化铅锌的捕收药剂; (2) 乙硫类,譬如乙硫氮。对方铅矿、黄铜矿的捕收能力强,对黄铁矿弱些; (3) 黑药类,黑药也是硫化矿的良好捕收剂,能力比黄药弱些,但黑药具有一定的起泡性能,常见的有25号黑药,丁铵黑药,胺黑药等; (4) 石灰作为常用的抑制剂,120,闪锌矿抑制剂,氰化物可以强烈的抑制闪锌矿。 此外硫酸锌、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫化钠等都可以抑制闪锌矿的浮选。 亚硫酸、亚硫酸盐、SO2气体,起作用的实际是HSO3- ,主要用于抑制黄铁矿和闪锌矿,被抑制的闪锌矿可以通过添加CuSO4进行活化。,121,铅锌氧化矿,具

44、有工业意义的氧化铅矿主要有白铅矿(PbCO3)和铅矾(PbSO4),白铅矿产于铅锌矿床氧化带,是方铅矿氧化成铅矾后,再受碳酸水溶液作用而形成的。 常见的白铅矿以白色无色为主,共生有方解石、重晶石、方铅矿、铅矾和钼铅矿,一般白铅矿区都富含丰富的银矿。,122,铅锌氧化矿,氧化铅矿物都比较容易硫化。 因此处理该类氧化物一般经硫化后再用黄药或黑药为捕收剂,硫化前通常要经过脱泥处理,以去除粘土、氢氧化铁及其他泥质物质,也可以通过添加水玻璃等分散剂以克服矿泥的有害影响。 硫化剂,通常通过硫化钠或硫氢化钠将氧化铅锌矿硫化后用黄药捕收。,123,铅锌氧化矿,主要的氧化锌矿物有菱锌矿(ZnCO3) 和异极矿(H2Zn2SiO5) 。 对氧化锌矿的处理主要有通过加温硫化,在氧化锌表面形成硫化锌胶质沉淀,硫化后用硫酸铜活化加黄药进行浮选。 此外还可以通过脂肪胺法来浮选氧化锌,由于矿泥对胺类药剂有显著的影响使浮选过程选择性大大降低,因此,必须进行预先脱泥或采用分散剂以克服矿泥不良影响。 捕收剂,脂肪胺盐类或油溶性盐来捕收氧化锌矿,124,铅锌矿浮选原则,混合铅锌矿物原则流程一般是先浮选硫化物再浮选氧化物,或先浮选铅再选锌。先浮易浮矿后浮难浮矿的等可浮流程。,125,国内处理铅锌矿的工艺流程,目前，国内处理铅锌矿的工艺流程有: 全电位控制浮选（先后在凡口铅锌矿、南京铅锌银矿、青海锡