铜矿石提高回收率的选矿新工艺探究

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　　摘  要：使用新的选矿技术方法，提高铜矿石中铜的回收率，除了能够给企业增加经济利润外，还有利于提高资源利用率，避免资源的浪费。我国铜矿资源虽然较为丰富，但是其中低品位、复杂难选铜矿资源的比例较高，如何实现这些特殊矿产资源的深度开发利用，不仅关系到企业自身的经济效益，也对国民经济发展产生了一定的影响。文章以某铜矿为例，首先就该矿的矿石性质进行了概述，随后对比分析了当前几种主流的选矿方法，随后结合试验分析，证明了选矿新工艺的实际应用价值。
　　关键词：铜矿石;回收料;铜品味;选矿新工艺
　　中图分类号：TD952         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）14-0100-02
　　Abstract： Using the new mineral processing technology and method to improve the recovery rate of copper in copper ore can not only increase the economic profit of enterprises， but also help to improve the utilization rate of resources and avoid the waste of resources. Although China is rich in copper resources， the proportion of low-grade and complex refractory copper resources is high. How to realize the in-depth development and utilization of these special mineral resources is not only related to the economic benefits of the enterprises themselves. It also has a certain impact on the development of the national economy. Taking a copper mine as an example， this paper first summarizes the ore properties of the mine， then compares and analyzes several current mainstream mineral processing methods， and finally proves the practical application value of the new mineral processing technology in combination with the experimental analysis.
　　Keywords： copper ore; recovered material; copper taste; new mineral processing technology
　　引言
　　某铜矿于2002年投入开采，近年来由于地表铜矿资源逐渐枯竭，从露天开采转为地下开采，开采难度上升，并且获取的铜矿石质量，与之前相比也有较为明显的降低。主要表现为多金属共生矿比例偏高，铜矿石有不同程度的氧化。矿山公司目前使用的铜硫混浮-铜硫分离工艺，铜的回收率在55%-70%之间波动。该公司通过研发和应用选矿新工艺，提出了一套优先浮选、再磨分选相结合的工艺流程，经过试验验证铜回收率提高到了87.4%，效益明显增加。
　　1 铜矿石性质分析
　　该矿的主要金属矿物包括黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、菱角矿，另外还有少量的辉铜矿、斑铜矿。另外，这一矿脉的主要矿物包括黑云母、白云母、石英等矿物。黄铜矿常浸染在脉石中或者是镶嵌在黄铁矿与脉石颗粒的缝隙中，互相包裹，致密共生。黄铜矿与脉石的关系非常的密切，以中、细粒鑲嵌在脉石中，而且大小、粗细分布极为不均。主要元素比例为：SiO2占51.1%，Al2O3占13.7%，S占6.4%，Fe占5.5%，CaO占5.2%，MgO占3.4%，Cu占1.6%。
　　2 几种选矿方法的对比
　　目前国内关于铜矿石的选矿方式，主要分为优先浮选、混合浮选等几大种类，在具体选矿方法的选择上，还要综合考虑多种因素，例如技术成本、矿石性质等，很多时候还需要将多种选矿方法进行拼接、组合，通过延长选矿流程提高铜的回收率。
　　2.1 优先浮选
　　结合上文中铜矿石元素占比数值可以发现，该矿的铜矿石中，除了一些氧化物外，硫、铁的含量也比较高。对于这些矿石中同时含有多种优势矿种的情况，就需要使用优先浮选技术，将这些不同的金属矿石分离开来，优先获取目标矿石。浮选中，为了进一步提高矿石中铜的捕收力，要求加入特殊的分离剂。目前常用的分离剂，按照其成分的不同，可以分为黄药类和酯类两种。以黄药类为例，丁黄药是一种成本较低且捕收针对性较强的一种，应用较为广泛。在优先浮选中，添加丁黄药可以防止铜流失，这也是提高铜回收率的关键。
　　2.2 铜硫混选再磨
　　在铜矿石选矿、回收中，增加矿单体的解离度，一方面是能够将铜矿石中铜、硫、铁等单体分离开，为进行单体回收提供了便利条件;另一方面是降低了后期磨矿成本，有利于获得更高品位的铜。在铜硫混选再磨工艺中，需要注意控制好磨矿细度，如果磨矿细度低于标准范围，不仅导致磨矿成本上升，还会增加了选矿难度。后期要想从低细度的矿石中提取铜，需要加入更多的分离剂，成本有所上升;如果磨矿细度高于标准，矿石粒度较大，也不利于提高铜的回收率。基于上述特点，同时综合考虑该矿的矿石特征，决定使用先粗磨，将粗磨后所得矿石在混合精矿进行再磨的方案，铜硫分析效果明显提升。 　　2.3 铜硫混选分离
　　在铜硫混选分离中，也需要借助于捕收剂提高目标矿石的捕收率，另外对于提高铜以外其他元素的回收效果也有一定的帮助。酯类捕收剂适用于酸性较强的环境，利用铜元素化学性质不活泼的特性，可以将矿石中其他活泼金属杂质筛除，从而达到提高铜回收率的目的。在中性及碱性介质中，通常选择黄药类捕收剂。这里仍然以丁黄药为例，根据相关试验，在进行铜硫矿的混选时，按照120g/t的比例，向矿石中加入丁黄药，相比于普通混选可以将铜回收率提高10%-15%，在一些铜占比较高的铜硫矿石中，最终铜的回收率可以达到80%以上。
　　2.4 化学选矿法
　　浸出法是化学选矿法中一种常用的方法，主要包括酸浸出、细菌浸出、氨浸出三种形式。通过实验证明，对于一些低品位的氧化铜采用这种方法的浸出效果非常的显著，浸出率高于90%，酸耗率仅为6%。而且铜矿浸出后，其颗粒仍旧保持完好。地下融浸采矿法也是效果较好的一种化学方法，他是把某种化学溶剂注入地下的矿岩中，把一些有价值的金属溶解出来，对溶液进行收集。
　　化学选矿的优点在于不需要前期投入大量的成本建设矿场，对于设备、人力等方面的依赖程度相对较低，从而帮助企业节约了成本。除了经济效益外，化学选矿在环保效益上也有明显的优势。例如上文中提及的几种选矿工艺，或多或少都会存在废料污染的情况，而化学选矿工艺则不存在这类问题。另外，近年来国内研发的“浸出-萃取-电积”工艺流程，能够大幅度提高铜回收率，在试验阶段最高回收率可以达到90%左右，未来随着技术逐渐成熟，有希望在国内推广使用。
　　3 试验分析
　　3.1 闭路试验
　　闭路试验能够模拟铜矿石的选矿过程，并且能够对一些选矿技术细节进行直观的表示，例如捕收剂的用量、铜品位的变化以及最终的回收率等。闭路试验在操作流程上，与开路试验大体相同，但是对于试验所得的中间产物，例如精选尾矿等，则要收集起来，继续投入到下一次试验中。另外，为了提高闭路试验结果的精度和准确性，在实施闭路试验时，还要注意以下事项：
　　（1）对中间产物进行再次试验加工时，要注意适当的减少捕收剂的用量。
　　（2）中间产物可能会带有一部分的水分，在试验时还要注意减少冲洗水的用量，避免对试验结果造成误差影响。试验结果如表1所示。
　　结合表1中的相关数据，可以发现选择优先浮选、再磨分选的組合工艺，能够将铜矿石中铜品位和铜的回收率都进行一定程度的提升，其中铜精矿的品位是24.1%，铜的回收率则为89.2%，相比于之前的选矿工艺，提升效果明显。但是也要注意的，在复合选矿工艺中，由于选矿流程延长，也造成了尾矿细度较小，在一定程度上增加了尾矿中铜的回收利用难度。这也是今后选矿工艺创新和改进的方向之一。
　　3.2 工业试验
　　由于闭路试验是模拟铜矿石选矿流程进行的，其试验结果只能作为理论参考。因此在闭路试验的基础上，还要在矿区进行一次现场工业试验。本次工业试验持续2周，完成试验后将工业试验结果与该矿的实际生产指标进行比对，结果如表2所示。
　　结合表2数据可以发现，新工艺在矿山实际应用中，也有较为明显的提升，在铜品位上提高了2.1个百分点，在铜的回收率上提升了15.4个百分点。从整体上来看，与闭路试验的结构保持一致。综合两次试验结果，表明使用优先浮选、再磨分选的选矿新工艺，对提高铜矿石回收率有显著作用。
　　4 试验效果
　　优先浮选、混选精矿，并对其进行再磨的工艺，适应了该矿粒度粗细分布不均的特点，并且降低了磨矿的成本。在对铜矿部分的选别中，而且在不加石灰的前提下，采用Z-200和丁黄药作为捕收剂，不但有利于保证精矿的品位，而且还有利于提高铜的回收率，使得部分可浮性好的铜矿物能够获得较高的回收，提高了铜精矿的品位。
　　5 结束语
　　矿山开采年限的增加，表层铜矿资源储量急剧下降，只能从地下更深层挖掘矿石。但是随着开采深度的增加，矿石成分也变得更加复杂，共生矿、变质矿等比例升高，给铜矿石的分选工作带来了更高的难度。在这种情况下，就需要在现行选矿工艺上进行不断的创新。本文提出的一种优先浮选、再磨分选的工艺，通过闭路试验和工业试验，均有良好效果，具有推广应用价值。
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