銅資源是國民經濟建設的最重要戰略資源,其確保程度關系到國家的可持續發展與戰略安全性。隨著世界經濟的發展,銅在材料工業中不能替代的方位日益突出。
據路透社預計2027年銅的需求量將快速增長八倍。 根據美國地質調查局發布的“MineralCommoditySummaries2015”中的數據統計資料,全球銅礦產資源儲量大約為70000萬噸(金屬噸),主要產于在智利、秘魯、澳大利亞、墨西哥等國家。 隨著世界對銅需求量的大大快速增長,不易鐵礦、易選的原生硫化銅礦石資源漸漸增加,開發利用難選的氧化銅礦石資源變得尤為重要。 就世界銅資源而言,水解銅礦和混合銅礦占到已探明儲量的10%-15%,我國的氧化銅礦石資源占到較為大,大約占到全國銅資源總儲量的15%。
氧化銅礦床是淺層的硫化銅礦床在長年的氧化作用下漸漸進化而來的。氧化銅礦石種類多樣,性質簡單,具備典型的不易泥化、嵌布粒度粗、無以分選等特點。自然界中具備工業利用價值的氧化銅礦石主要有孔雀石和藍銅礦,此外還有硅孔雀石和赤銅礦。 一、浮選 我國的氧化銅礦石品位較低,水解親率低,泥化相當嚴重,簡單礦物呈圓形不均勻分布,歸屬于難選氧化銅礦石。
目前,氧化銅礦石的選別工藝中,浮選法更為環保,成本較低,工藝較非常簡單,是用于*普遍的選礦方法。 該方法限于于礦物構成和礦石性質較非常簡單的氧化銅礦石的選礦。 目前有必要浮選和間接浮選兩種方法: 1、必要浮選: 必要浮選法的特點是不加到任何活化劑,必要加到捉收劑對銅礦物展開浮選。
該法根據所用捉收劑性質的差異可分成脂肪酸浮選法、胺類浮選法和乳濁液浮選法。 缺點:對目的礦物的選擇性較好,近些年來,選礦工作者做到了大量的研究,仍沒顯著效果。
2、間接浮選 以下是5種間接浮選方法: 1硫化-浮選法 與必要浮選法比起,硫化浮選法*本質的區別就在于加到捉收劑前再行加到硫化劑,硫化氧化銅礦物,使難浮的氧化銅表面硫化分解可浮性好的硫化銅薄膜層。 優點:硫化浮選法很好地解決了捕收劑選擇性劣的問題。硫化浮選法是目前浮選氧化銅礦石用于*普遍且*有效地的方法。
要點:嚴格控制硫化劑的用量。 研究指出:若硫化鈉用量嚴重不足,則硫化不完全,氧化銅礦物無法充份活化和重復使用;若硫化鈉用量過大,則過量的硫化鈉反而不會誘導新的分解的硫化銅;此外,過量的硫化鈉還有脫藥起到,不會增大藥耗。
2水熱硫化浮選法 水熱硫化浮選法是所指在熱壓條件下,以SO2或硫粉為氧化銅礦物的活化劑,使難浮的氧化銅礦物硫化分解易浮的硫化銅礦物,再行用常規硫化銅捉收劑展開浮選的方法。 研究指出:使用水熱硫化浮選法處置性質簡單的氧化銅礦石時,可以獲得較好的浮選效果。對某較低品位、低水解親率、泥化相當嚴重的氧化銅礦石的對比試驗指出,SO2或硫粉活化氧化銅礦物的效果比硫化鈉更佳,這為氧化銅礦石的預處理獲取了新途徑。
3人組活化劑浮選法 大量的研究與生產實踐指出,使用單一硫化鈉不作活化劑浮選氧化銅礦石時選別指標往往過于理想,而使用人組藥劑可以提高選別指標。 4真空微泡浮選法 研究結果表明:真空微泡浮選與常規浮選比起,活性微泡優先在可浮性較好的氧化銅礦物表面大量兩縣,活性微泡與難浮的識水解銅礦粒的大大撞擊過程增大了二者的粘附概率,使目的礦物吸附在氣泡表面而下潛,從而提升浮選效率。
但目前只正處于實驗階段,無法應用于在工業上! 5干泥浮選 氧化銅礦石的相當嚴重泥化對浮選的影響,一方面是礦泥通過在礦物表面吸附來污染礦物表面,使礦物的可浮性急劇下降;另一方面礦泥不會大量導電藥劑,使藥劑用量大幅減少,減少選礦成本。 預先干泥可以防止礦泥對浮選過程的不良影響,為此類高泥氧化銅礦石的開發利用說明了方向。 二、浸出 洗工藝是所指在碎裂或磨礦后的氧化銅礦石中加到浸出劑,選擇性地沉淀氧化銅,使銅以離子形式轉入浸液,然后再行從浸出液中萃取銅的過程。
1、酸洗 常用的酸性浸出劑主要有硫酸、鹽酸、硝酸等。對于含鈣鎂碳酸鹽的礦石,酸浸法效果較好。 浸出工藝可分成加熱浸出和滲濾浸出兩種。
1加熱浸出 2堆浸 除了加熱浸出外,堆浸也是浸出較低品位氧化銅礦石的常用方法。堆浸由于工藝非常簡單,操作者便利,浸出成本低而被普遍使用。
但是泥化相當嚴重的氧化銅礦石不應必要展開堆浸,這是因為對這種礦石必要展開堆浸,浸出液的滲入地下通道更容易阻塞,溶浸液滲入效果劣,浸出效率較低,浸出過程無法有效地展開。 解決問題高泥氧化銅礦石堆浸問題的有效地手段是再行對高泥氧化銅礦石展開制粒,然后再行堆浸。 2、堿性浸出(氨浸) 氧化銅礦石的氨浸工藝常用氨及銨鹽不作浸出劑,使物料中的銅及其化合物沉淀構成銅氨絡合物并轉入到溶液中,氨浸工藝具備工藝流程非常簡單、對環境污染程度小、設備投放較少等諸多特點,被普遍應用于低堿性脈石型氧化銅礦石的浸出。 三、選冶牽頭工藝 該工藝就是將常規浮選和浸出有機地融合在同*程。
充分發揮各自的優點,從而構建高效率、低成本地重復使用銅的目的。 1、浮選+酸洗 以堿性脈石居多的難選氧化銅礦石,再行使用常規浮選脫除大部分堿性脈石,然后展開酸洗,可大大降低酸耗,節省工藝成本。 2、冷卻氨浸+硫化溶解+浮選工藝 該工藝是針對氨浸工藝在實際生產中不存在氧化銅結疤和固液分離出來無以等問題而研發的選冶牽頭新工藝。
該工藝是在冷卻氨浸過程中,氧化銅與氨水反應分解易溶的銅氨絡合物轉入溶液中,浸出液中重新加入硫粉使銅氨絡合物溶解為硫化銅,溶解的(人造硫化銅)通過浮選工藝重復使用,而礦漿則必要展開提純重復使用氨和二氧化碳,增加對環境的污染。 四、選別新工藝 1、微生物浸出 該工藝是指利用微生物自身的水解還原成及新陳代謝產物,使礦石中的氧化銅礦物再次發生水解還原成反應而轉入浸出液中,然后再行展開重復使用的方法。該工藝是近代發展較為很快的新型濕法冶金工藝。 2、水解提純-還原成提純-氨浸工藝 該工藝是通過水解提純將硫化銅水解成氧化銅,再行通過還原成提純使融合銅轉變成游離銅或氧化亞銅(必要掌控還原成提純溫度不利于先前減少砷的浸出親率),*后通過氨浸重復使用銅。
3、離析-浮選法 該工藝將肥肉后的礦石與工業食鹽和煤粉混合隔氧還原成提純(溫度在900℃左右),使礦石中的銅兩縣并導電在碳粒表面,然后展開磨礦-浮選。
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