文献综述-国内外铜矿的选矿方法和发展趋势.doc

1、文献综述课题名称年处理50万吨原矿某铜矿选矿厂设计指导教师学院专业班级学生姓名学号开题日期要求：一、说明材料来源情况；二、对课题的研究历史、研究现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述；三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势；四、字数要求3000字以上，可另附纸。国内外铜矿的选矿方法和发展趋势摘要：阐述了国内外铜矿资源的分布及其特点，以及国内外铜矿山的发展现状，充分认识我国铜矿行业的严峻形势。介绍了现今铜矿的选别工艺和选矿技术的研究进展，从当今选矿厂所进行的技术改进展望未来铜矿选别流程的发展方向。关键词： 铜矿 研究历史 发展现状 浮选 前景展望 铜是人类最早发现和使用的金属之一

2、。铜及其合金由于导电率和热导率好，抗腐蚀能力强，易加工，抗拉强度和疲劳强度好而被广泛应用，在金属材料消费中仅次于钢铁和铝，成为国计民生和国防工程乃至高新技术领域中不可缺少的基础材料和战略物资。在电气工业、机械工业、化学工业、国防工业等部门具有广泛的用途。1. 我国铜资源概况 我国铜资源储备世界排名第七，主要矿床分布在江西、云南、西藏、湖北、安徽、甘肃等省。与世界相比，无论在矿床规模、矿石品味还是利用难度上都处于劣势。我国铜资源特点：一、 铜矿储量少，资源短缺，人均占有量远远低于世界平均水平。我国铜矿储量虽然排列在全球第七位,但不具备优势资源的条件。二、超大型、大型矿床少，中小型矿床多，不利于规

3、模化开采生产。我国已发现的铜矿床规模偏小，客观上增加了规模化开发的难度。三、贫矿多、富矿少。我国查明铜资源储量的平均品位达到1%者仅有1593万吨，占查明资源储量的23%。可供生产利用的高品位优质矿石数量少。四、 坑采矿多，露采矿少。我国的大中型铜矿多数只适于地下开采，适合露天开采的矿床很少，仅有江西德兴铜矿、永平、湖北铜录山、铜山口、四川拉拉铜矿等少数矿床。开采成本高。五、共生矿多、单一矿少，据统计在900多个铜矿产地中，不少是综合矿床，伴生有钼、镍、锌、金、硫等元素，具有较大的综合利用价值。因此在对铜矿进行开发利用时，要充分利用资源。六、许多矿的选冶性能不好，许多矿中不仅伴生较多的其它元素

4、,尤其含有害元素砷、锑较高的矿也不少，使选冶过程复杂、不经济。我国铜矿资源中适合于经济地直接浸出-萃取-电积工艺的斑岩型铜矿少，限制溶剂萃取技术大面积推广应用，降低生产成本的空间受到限制。七、难以开发边远地区的矿床。我国成矿远景区远离我国铜冶炼生产能力集中的华中及长江下游地区，交通运输、基础设施不丰厚，外部建设条件差，生态环境十分脆弱，难以开发利用。2. 我国铜矿的研究历史中国是世界使用铜较早的国家之一。从出土实物来看，中国在新石器时代晚期开始用铜。甘肃的武威、永靖和河北的唐山等地的古文化遗址，都发现红铜器物。夏代已进入青铜时代，并延续到商、周朝。特别是在找矿、采矿、冶炼方面，中国古代有着卓越

5、的成就，杰出的创造。如目前开采的铜、铅、锌等矿山，不少都是古代开采过的，并在找矿、采矿过程中逐渐认识了某些矿物赋存分布规律。在管子地数篇中记载：“上有丹砂者，下有黄金；上有慈石者，下有铜、金；上有陵石者，下有铅锡赤铜；上有赭者，下有铁。”在铜矿采掘和冶炼技术上更是惊人。据考古证实，湖北大冶铜录山铜矿，发现的古代采矿、炼铜遗址，发现露天采场7处，地下采区18处，竖井252条，井巷总长达8000余米。战国、西汉时采用框架支护法开采。炼铜残炉已发掘了10余座，具有现代鼓风炉的式样。 湿法炼铜起源于我国，古称胆铜法。早在西汉淮南万毕术中就有铁置换铜的记载。唐末、五代时此法已用于生产，到北宋时湿法炼铜的

6、产量相当可观。据记载，胆铜已占总铜量的10以上。北宋哲宗时张潜写的浸铜要略一书是湿法炼铜的最早著作。 总之，中国古代在找铜、采铜、炼铜等方面已达到很高的水平。3. 国内外铜矿发展现状3.1国内铜矿的发展 新中国成立后，铜工业获得迅速发展。50年代以来大力进行矿山建设，相继建成、恢复和扩建了一大批矿山企业，已经形成了一个完整的铜的采、选、冶、加工生产体系。铜的综合利用有很大进展，厂矿环境面貌也有较大改善。我国现有32座大中型铜选厂，年产方吨以上精矿含铜量的有铜录山、 德兴、 白银、易门、落雪等选厂。处理量在3000吨以上的有13座，5003000吨的有15座。矿石入选品位平均为0.94%，虽然原

7、矿品位逐年下降，但铜精矿品位则随着选矿工艺的发展和技术进步而逐年提高。随着铜选厂的建设和工艺的改进，选厂铜精矿金属量迅速增长。与此同时选厂自动化水平也有了相应提高，如河北铜矿选厂采用恒定给矿和球磨机浓度自动控制仪；凤凰山选厂采用库里厄 300（Courier-300）型矿浆载流 X荧光分析仪，进行浮选过程稳定化控制；白银选冶厂研制并采用 BYF 型矿浆载流 X荧光分析仪，进行在线检测。但我国铜业同样面临深层次矛盾：1）产品产能过剩，淘汰落后产能任务艰巨。2）产业布局亟待调整，产业集约化程度低。我国铜企分散，铜产业盲目投资和低水平重复建设严重。3）资源保障程度严重不足，我国铜精矿自给率仅1/3，

8、严重依赖进口。3.2国外铜矿的发展国外的铜选厂虽有几百家，但大型选厂多集中于几个产铜大国，其中美国有 25座，苏联40座，加拿大20座，赞比亚10座。近年来，尽管国外铜的选矿技术没有重大突破，但在选矿工艺、设备、浮选药剂、自动控制及联合流程的运用等方面还是取得了很大的进展。在资源和其它条件允许的情况下，新建选厂规模日益加大，老厂不断扩建增加能力，当前国外铜选厂的特点：1）选厂规模扩大；2）设备大型化型化较为明显；3）选冶联合流程的应用；4）自动化水平高；5）从尾矿、废渣、废水中回收铜从尾矿中再回收金属，日益受到重视。日本足尾铜选厂对尾矿进行充分回收，建成日处理150吨尾矿再选车间，获得品位为6

9、.94%，回收率为56.11%的铜精矿。美国奇诺选厂，于1968年建成了尾矿再处理工段，对损失于尾矿中表面被污染的辉铜矿黄铁矿连生体，再磨至 75%-200目后浮选得品位20%的铜精矿，使全厂总回收率捉高5%，每日多产铜9吨。用浮选方法处理炼铜废渣回收金属，是近年来发展的一种新工艺。芬兰的哈里亚伐尔塔厂以前用电炉贫化铜炉渣、将渣含铜降至0.60.7%，铜的回收率77%，后来改用浮选处理，尾矿含量降至0.3%，铜回收率提高到 91.1%。 4. 我国铜矿选别研究 不同矿石类型则用不同选矿方法：单一硫化矿石常用浮选方法。多金属硫化矿石，针对矿石组分特性而分别选用混合浮选法、优先浮选法、混合优先浮选

10、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；含结合式氧化铜高的矿石，一般用湿法冶炼处理。混合矿石选矿，通常用浮选法，它可以单独处理，或与硫化矿石一起处理；也可以采用浮选和湿法冶炼联合处理，即先用浮选法选出铜精矿，再将浮选后的尾矿用湿法冶炼处理。4.1硫化铜矿的选别研究硫化铜矿作为铜的主要矿物，浮选是其主要选别方法。浮选硫化铜矿石常用的捕收剂是黄药类，其次是黑药类及酯类。黄药类捕收剂以乙基、异丙基和丁基用的最多；我国黑药类捕收剂以甲酚黑药、丁钠黑药为主；酯类捕收剂用的最多的则有Z-200（异丙基

11、丁基甲醇）、S-3302（戊黄酸烯丙酯）。硫化铜浮选常用的起泡剂有松醇油、MIBC（甲基异丁基甲醇）、艾罗牌号的合成醇类起泡剂和重吡啶等。近年来，硫化铜矿石的浮选工艺发展迅猛。如阶段磨浮工艺流程、分支串流浮选工艺、电化学法调浆工艺、充气调浆工艺等方法，已在国内外很多选厂中应用 。4.2氧化铜矿的选别研究氧化铜矿石的可浮性与铜矿物的种类、脉石的组成、矿物与脉石的共生关系以及含泥量的多少等因素有密切的关系。氧化铜矿和氧硫混合铜矿的选矿工艺，可以划分为浮选法和化学选矿法两大类。其中，浮选法又有直接浮选法、硫化浮选法和离析浮选法等。4.2.1脂肪酸类捕收剂浮选法在早期的氧化铜矿浮选研究应用中，多采用脂

12、肪酸盐作捕收剂直接进行浮选，该法适用于孔雀石为主、脉石简单、原矿品位高的矿石。目前，国内外研究了许多改善脂肪酸性能的方法，生产了一系列相关的捕收剂，改善了它们的性能，提高了它们的选择性。磷酸类捕收剂在氧化铜矿物浮选中应用最多的是烷基磷酸酯和二烃基次磷酸。磺酸盐、硫酸酯类捕收剂浮选对孔雀石具有较强的捕收能力和较宽的浮选pH范围(pH值411)，它们具有与油酸相似的捕收性能，同时它们对钙质矿物的捕收能力较油酸弱，因而其选择性好，在硬水中使用比油酸钠更优越。硫醇及多硫化合物捕收剂在氧化铜矿浮选中多用于碳酸盐类的浮选。 4.2.2胺类捕收剂浮选法胺类捕收剂浮选法，又名阳离子捕收剂浮选法，是有色金属氧化

13、矿(铜、铅、锌氧化矿)常用的浮选法。胺类捕收剂对氧化铜矿石的捕收能力强，适合于孔雀石和蓝铜矿等氧化矿，特别是含铜、锌的矿床，这是由于孔雀石中的铜被一部分锌取代所致。但由于受矿泥的影响大，此类捕收剂选择性较差，其成败的关键在于对脉石矿物抑制剂的选择，当前脉石的有效抑制剂有海藻粉、木素磺酸盐或纤维素磺酸盐聚丙烯等。4.2.3螯合捕收剂浮选法对于难选氧化铜矿，通常的直接浮选法因选择性较差，一般回收率不高。所以必须寻找选择性强的捕收剂，于是人们提出了螯合剂加中性油的浮选法。螯合剂的捕收原理主要是螯合剂与矿物表面离子能够形成螯环，紧紧地吸附于矿物上的非极性基一端从而造成矿物的疏水。螯合剂常与烃类油混合使

14、用，这是由于螯合剂在矿物表面生成表面螯合物，造成初步的疏水性，再由烃类油覆盖于其上，造成疏水的多层覆盖状态。这样既避免了由螯合剂造成表膜疏水的困难，又减少了螯合剂的消耗，且由价廉的烃类形成浮选所需的多层覆盖状态。近二十年来，国内外对螯合捕收剂在氧化铜矿浮选方面的应用做了很多的研究工作，重点开展了羟肟酸(氧肟酸)盐、苯骈三唑、咪唑、水杨醛肟、8-羟基喹啉和铜铁试剂等螯合剂浮选氧化铜矿的研究，取得了令人满意的结果。4.2.4硫化-黄药浮选法 若直接用黄药浮选氧化铜矿，选别指标会很低。因为氧化矿物表面具有离子键，通过静电吸引将水分子极化形成比较牢固的呈定向排列的水化膜，导致其表面呈亲水状态，捕收剂很

15、难透过这层水化膜作用于矿物表面，且因黄药吸附层结构松散、多孔、易脱落而导致效果较差。因此，实践中用的最多的还是硫化黄药浮选法，此法是先用硫化钠或其它硫化剂(如硫氢化钠)将氧化矿物进行硫化，然后用高级黄药作捕收剂进行浮选。硫化时矿浆的pH值愈低，硫化进行得愈快。而硫化钠等硫化剂易于氧化，作用时间短，所以使用硫化法浮选氧化铜时，硫化剂最好是分段添加。可用硫化法处理的氧化铜矿物，主要是铜的碳酸盐类，如孔雀石、蓝铜矿等。也可以用于浮选赤铜矿，而硅孔雀石如不预先进行特殊处理，则其硫化效果很差，甚至不能硫化。硫酸铵和硫酸铝有助于氧化矿物的硫化，因此，硫化浮选时加入这两种药剂可以显著地改善浮选效果。硫酸铵本

16、身并不是孔雀石的活化剂，它的作用在于促进硫化反应的进行和改善反应的效果。硫酸铵大大地加快了硫化反应的速率，表现为“催化效应”。 4.2.5离析浮选法离析法是处理难选氧化铜矿石的一种有效方法。它的实质是在粉碎了的矿石中加入一定量的碳质还原剂和氯化剂，在中性或弱还原性气氛中加热，使有价金属铜从矿石中挥发，并被还原为金属颗粒附着在炭粒表面；随后可用常规的浮选方法富集，产出铜碳精矿。离析法按其工艺特点分为两种类型，一种是一段离析，即矿石加热与离析反应在同一设备中进行；另一种是两段离析，即先将矿石在预热炉(常用沸腾炉)于氧化气氛中加热，然后加入氯化剂(如氯化钠)、还原剂(煤)混合在反应器(常用竖炉)中离析。国外难选氧化铜矿离析浮选研究至今已有50多年的历史。研究最多的是英国、美国和法国，但能进